JP7365120B2 - stationary induction equipment - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to stationary induction equipment such as transformers and reactors.
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。 Regarding stationary induction equipment that reduces iron loss, Patent Document 1 is known. Patent Document 1 states, ``Since the magnetic material 6 made of laminated electromagnetic steel plates of different lengths is arranged in the yoke part of the three-phase wound core 1, the flow from the leg part of the three-phase wound core 1 to the yoke part is prevented. The magnetic flux flows not only through the three-phase wound core 1 but also through the magnetic material 6, reducing the magnetic flux density at the yoke and reducing iron loss and noise compared to the case without the magnetic material 6.'' has been done.
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。 As disclosed in Patent Document 1, adding a ribbon-like magnetic material to the yoke core of a stationary induction device with a three-phase tripod wound core increases the cross-sectional area of the yoke core, thereby reducing magnetic flux density. This allows the iron loss of stationary induction equipment to be reduced.
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。 However, because the magnetic resistance between the wound core and the added ribbon-shaped magnetic material is large, the amount of magnetic flux flowing between the wound core and the ribbon-shaped magnetic material is small, and the effect of increasing the cross-sectional area of the yoke core is limited. There is an issue where loss reduction is insufficient.
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。 An object of the present invention is to provide a stationary induction device with an iron core that reduces iron loss.
本発明の好ましい一例としては、薄帯状磁性材料を巻回して成形した2つの内側巻鉄心と前記内側巻鉄心を覆うように外周に配置される1つの外側巻鉄心を含む三相三脚型巻鉄心である第一の鉄心と、前記第一の鉄心の3本の磁脚に巻回されたコイルと、板状磁性体部材が積層された前記第一の鉄心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を有するコイルが巻かれていない第二の鉄心と、を有し、前記板状磁性体部材は、前記内側巻鉄心と外側巻鉄心の周方向に向かって積層されることを特徴とする静止誘導機器である。
As a preferred example of the present invention, a three-phase three-legged wound core includes two inner wound cores formed by winding a ribbon-shaped magnetic material and one outer wound core disposed on the outer periphery so as to cover the inner wound core. a first iron core, a coil wound around three magnetic legs of the first iron core, and a first surface facing the first iron core on which plate-shaped magnetic members are laminated; a second core on which no coil is wound and has a second surface opposite to the upper surface of the coil, and the plate-shaped magnetic member extends in the circumferential direction of the inner-wound core and the outer-wound core. This is a stationary guidance device characterized by being stacked toward each other .
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。 According to the present invention, a stationary induction device with reduced iron loss can be realized.
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。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described in detail using the drawings.
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。
1 to 7 are diagrams for explaining the first embodiment. First, the configuration and operation of this embodiment will be explained while comparing it with the comparative example shown in FIG. 13. FIG. 13 is a diagram showing a three-phase tripod type transformer as a comparative example that does not have the
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。 FIG. 1 is an overall view of a three-phase tripod type transformer according to the present embodiment, which is an example of stationary induction equipment such as a transformer or a reactor, and a longitudinal sectional view taken along the plane indicated by A in FIG. 1. The width of the transformer is shown in the X-axis direction, the depth in the Y-axis direction, and the height in the Z-axis direction.
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。
Two inner-
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。
In addition, a three-phase tripod-type wound core, a low voltage winding 2a that constitutes three low voltage side coils, which are wound around the three magnetic legs of the iron core, and a high voltage winding that constitutes three high voltage side coils.
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。
In contrast, in this embodiment, four rectangular parallelepiped-shaped second cores 10 ( The auxiliary core 10) is brought into close contact and fixed. Hereinafter, in this specification, the second core will be simply referred to as the
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。
The iron core and winding of a three-phase tripod transformer are connected to upper and
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。
The
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。
In other words, the relationship in the depth direction between the root portion and the tip portion is that the distance in the depth direction of the root portion≧the sum of the depth distance of the
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。
The arrangement of the insulating
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。
FIG. 2 is an overall view showing only the wound core of the three-phase tripod type transformer in this embodiment, and a structural diagram of the
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。
The
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。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing details of the connection portion between the inner-
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。
The
図1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。
6b shown in FIG. 1 is an arrow simulating the fixing force generated by the plate-shaped insulating
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。
The
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。 Next, with reference to FIGS. 4 to 7, the effect of reducing iron loss in the three-phase tripod type transformer according to this embodiment will be explained using calculation results of electromagnetic field analysis using the three-dimensional finite element method.
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軸で示しで、右側は、側面図をYZ軸で示す。
FIG. 4 is a dimensional drawing of a three-phase three-legged transformer core having an inner-
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。 When the thickness a of the wound core in the stacking direction is taken as a reference, the dimensions of each part of the core are as shown in Table 1 of FIG. 14. The definitions of each part in Table 1 are as follows.
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。
The thickness a in the lamination direction of the wound core is the thickness in the direction in which the thin strip magnetic materials of the
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。 In the electromagnetic field analysis, the magnetization curve and iron loss characteristics of a grain-oriented silicon steel plate (23ZH85, manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation) with a thickness of 0.23 mm were defined, and the space factor of the iron core was assumed to be 0.97. Adding a winding model to generate the desired magnetic flux density in the three-phase magnetic legs, applying a 50 Hz sine wave voltage thereto and setting the magnetic flux density amplitude of the core to 1.70 T, the winding core , the magnetic flux density distribution in the auxiliary core, and the total iron loss were calculated.
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幅方向であるY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。
As shown in FIG. 5, in this analysis, the
実施例1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。
In the first embodiment, the plate-shaped magnetic body constituting the
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。
FIG. 6 shows calculation results of the distribution of magnetic flux density amplitude on the surface of the
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。
That is, the
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。
Based on the results of the above electromagnetic field analysis, FIG. 7 shows a comparison of the total values of iron losses occurring inside the inner-
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。
In FIGS. 5 and 6, the plate-shaped magnetic member constituting the
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。
Furthermore, in FIGS. 5 and 6, the rolling direction of the individual plate-shaped
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。
In the configuration of Example 1, the lamination direction of the
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。
According to Example 1, it is possible to reduce iron loss without changing the length of the conductor and the volume of the casing that constitute the winding of a stationary induction device composed of a three-phase tripod-type wound core, and the stationary induction device power efficiency can be improved. Further, when fixing the
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。
In the example shown in FIG. 2, the
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。
Three-phase tripod type static electromagnetic equipment (static induction equipment) is currently widely used because its iron core is easy to manufacture. However, because the magnetic flux flowing in the two inner-
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。 Therefore, compared to a laminated core in which plate-shaped magnetic materials are laminated and the magnetic path within the core is made of a single magnetic material, it is necessary to design the core to have a cross-sectional area approximately 15% larger, and the entire wound core The iron loss that occurs in this case increases.
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。 In Patent Document 1, since the lamination direction of the ribbon-shaped magnetic material in the wound core and the added ribbon-shaped magnetic material is the same, the effect of mutually propagating the magnetic flux in each core of the three-phase tripod core is not assumed. The magnetic flux density amplitude in each core is 2/√3 times the design magnetic flux density amplitude, as in the conventional case.
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。
On the other hand, the stacking direction of the auxiliary core of this embodiment is arranged in the horizontal direction (X-axis direction) that is substantially orthogonal to the stacking direction (Z-axis) of the outer-
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。
Example 2 will be described using FIG. 8. FIG. 8 is a longitudinal sectional view similar to plane A shown in the overall view of the three-phase tripod type transformer shown in FIG. The difference from the first embodiment is that the shape of the
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。
As in Example 1, the core and winding of the three-phase tripod transformer are fixed by connecting fixing
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。
After fixing the
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。
An insulating
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。
According to the second embodiment, the fixture can be made smaller and simpler than the first embodiment. Moreover, since the amount of plate-shaped
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。
Example 3 will be described using FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is an overall view of the three-phase tripod type transformer of this embodiment, and a longitudinal sectional view taken along the plane indicated by A in the figure. The difference from the second embodiment is that the cross section of the
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。
In the third embodiment, the plate-shaped
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。
The core and winding of the three-phase tripod type transformer are fixed by connecting fixing
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。
As shown in FIG. 9, the fixing fitting 3m, which is a fixing part, has a side surface and a top surface, and the inner angle of the side surface and top surface after fixing the
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。
The side surface of the upper fixing fitting 3m is slanted, and a plate-shaped insulating
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。
FIG. 10 is an overall view showing only the core of the three-phase tripod type transformer in this example, and a structural diagram of the
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。
In addition, the
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。
According to Example 3, compared to Example 2, the width of the
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。
FIG. 11 is a structural diagram of the
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。
According to the fourth embodiment, since the
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。実施例5の(a)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、低圧電極21に相当する部分に間隙を設けて備える例が示される。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。
FIG. 12 is a front view and a rear view of the upper yoke portion of the three-phase tripod type transformer in Example 5. Description of parts common to Example 1 will be omitted. Embodiment 5 (a) shows two
実施例5の(a)の構造によれば、低圧電極21が、補助鉄心10の位置を低圧電極21を避けて補助鉄心10を配置することができる。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。
According to the structure of Example 5 (a), the
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。
Regarding the extraction side of the high-voltage electrode shown in FIG. 12(b), the configuration may be such that the
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。
Furthermore, in FIG. 12, the high-voltage electrode and low-
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。
In the above embodiment, the materials of the
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
1a:
Claims (19)
前記第一の鉄心の3本の磁脚に巻回されたコイルと、
板状磁性体部材が積層された第二の鉄心と、を有し、
前記第二の鉄心は前記第一の鉄心のコイルが巻かれていない部分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を有し、前記板状磁性体部材は、前記内側巻鉄心と外側巻鉄心の周方向に向かって積層されることを特徴とする静止誘導機器。 a first core that is a three-phase three-legged core that includes two inner cores formed by winding a thin ribbon-shaped magnetic material and one outer core disposed on the outer periphery so as to cover the inner core;
a coil wound around three magnetic legs of the first iron core;
a second iron core on which plate-shaped magnetic members are laminated;
The second iron core has a first surface that faces a portion of the first iron core where the coil is not wound, and a second surface that faces the upper surface of the coil, and The stationary induction device is characterized in that the inner-wound core and the outer-wound core are laminated in a circumferential direction.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
The first iron core has both a front side and a back side,
A stationary induction device comprising the second iron core on the front side.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
A stationary induction device comprising a fixing part for fixing the second iron core.
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。 The stationary induction device according to claim 3,
The fixing part has a side part and a top part,
After fixing the second iron core, the inner angle between the side surface portion and the top surface portion is:
A stationary induction device characterized in that the angle is larger than the inner angle between the side surface portion and the top surface portion before the second iron core is fixed.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
The second iron core is configured by laminating a plurality of plate-shaped magnetic members,
A stationary induction device characterized in that the rolling direction of the plate-shaped magnetic member is substantially vertical.
前記コイルは、低圧巻線と高圧巻線を有することを特徴とする静止誘導機器。 The stationary induction device according to claim 1,
A stationary induction device characterized in that the coil has a low voltage winding and a high voltage winding.
前記第二の鉄心は、前記内側巻鉄心と前記外側巻鉄心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。 The stationary induction device according to claim 1,
The stationary induction device is characterized in that the second iron core is arranged so as to straddle the inner-wound iron core and the outer-wound iron core.
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、前記内側巻鉄心と前記外側巻鉄心を跨ぐように
配置されたことを特徴とする静止誘導機器。 The stationary induction device according to claim 7,
having a fixing part for fixing the second iron core and having a window part;
The stationary induction device is characterized in that the second core is arranged so as to straddle the inner-wound core and the outer-wound core when viewed from the window.
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。 The stationary induction device according to claim 3 ,
A stationary induction device characterized in that a wedge-shaped insulator is disposed between the fixed part and the second iron core.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
The coils are a high voltage coil and a low voltage coil,
A stationary induction device characterized in that the second iron core is not arranged on the high voltage electrode extraction side.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
The plate-shaped magnetic member constituting the second iron core is
A stationary induction device characterized in that the first iron core is laminated in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the magnetic legs.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
A stationary induction device characterized in that an insulating member is provided in a gap between the second iron core and the first iron core.
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、
前記第一の鉄心に、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に押し付けて固定したことを特徴とする静止誘導機器。 The stationary induction device according to claim 1,
The second iron core is configured by laminating rectangular plate-shaped magnetic members,
arranging a fixing fitting with a window on the first iron core;
Due to the plate-shaped insulating member inserted through the window,
A stationary induction device characterized in that the second iron core is pressed against and fixed to the three-phase three-legged wound iron core.
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、
前記第一の鉄心に、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に押し付けて固定したことを特徴とする静止誘導機器。 The stationary induction device according to claim 1,
The second iron core is configured by laminating rectangular plate-shaped magnetic members,
A fixing fitting with an oblique side surface is arranged on the first iron core,
The fixing metal fittings are
A stationary induction device, characterized in that the second iron core is pressed and fixed to the three-phase tripod-shaped wound iron core via a wedge-shaped insulating member on the outside of the rectangular parallelepiped-shaped second iron core.
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、
前記第一の鉄心に、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に押し付けて固定したことを特徴とする静止誘導機器。 The stationary induction device according to claim 1,
The second iron core is configured by laminating trapezoidal plate-shaped magnetic members,
A fixing fitting with an oblique side surface is arranged on the first iron core,
A stationary induction device characterized in that the fixing fitting presses and fixes the trapezoidal columnar second core against the three-phase three-legged wound core.
前記第一の鉄心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。 The stationary induction device according to claim 1,
A stationary induction device characterized in that a tape is wound around the second iron core provided in the first iron core.
前記第二の鉄心は、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する位置に、配置されたことを特徴とする静止誘導機器。 The stationary induction device according to claim 1,
A stationary induction device, wherein the second core is disposed at a position facing a laminated surface of the ribbon-shaped magnetic material of the yoke portion of the first core.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
The stationary induction device is characterized in that a plurality of the second cores are arranged in a horizontal direction and are arranged to face a laminated surface of the ribbon-shaped magnetic material of the yoke portion of the first core.
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。 The stationary induction device according to claim 1,
The first iron core and the second iron core are
The first iron core and the second iron core are made of the same material or different materials. stationary induction equipment.
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