JPS60210815A - 変圧器鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は変圧器鉄心に係り、特にステップラップジヨイ
ントを有する変圧器鉄心に関するものである。

〔発明の背景〕

一般に変圧器鉄心を構成するには方向性けい素鋼板を４
５°に切断し、その切断部を交互に突き合せ接合する鉄
心構成法が採用されているが、これでは接合部における
磁束移行時の高磁束密度化現象によシ鉄損や励磁電流な
どが大きくなる欠点がある。このため近年、この接合部
における特性改善を図るのに階段状積み重ね鉄心、所開
ステップラップジヨイント鉄心が採用されている。

第１図および第２図にはステップラップジヨイント鉄心
の一例およびステップラップジヨイント鉄心を構成する
ための鉄心層が示されている。これらの図に示されてい
るように脚鉄１．２および継鉄３から構成される内鉄形
３相３脚変圧器鉄心（第１図参照）は５種類の鉄心層（
ａ）から（ｅ）（第２　′図参照）を順次組合せて構成
される。すなわち鉄心層（ａ）から（ｅ）は両端部が互
に４５°に切断され、かつ中央部がＶ字状に切込まれた
継鉄３（３８〜３ｅ）両端部が４５°に切断された外側
の脚鉄１（ｌａ〜ｌｅ）および両端が山形に切断された
中央の脚鉄２（２ａ〜２ｅ）から夫々構成されている。

この中央脚鉄２は両端山形の二辺の長さが異なる４種類
の鉄板２ａ、２ｂ、２ｄ、２ｅと両端山形の二辺の長さ
が等しく切断された鉄板２Ｃとの５種類からなっておシ
、鉄板２ａと２ｅおよび２ｂと２ｄは夫々同一寸法で両
端を反転させた構造となっている。なお両端山形が不等
辺となっている中央脚鉄２ａ、２ｅと２ｂ、２ｄとの違
いはこの不等辺の程度にあシ、例えば鉄心層（ωと（ｂ
）とを積層した場合に所定の重なり代が確保できるよう
に＼鉄心層（ａ）の中央脚鉄２ａの方が鉄心層（ｂ）の
中央脚鉄２ｂに比べて不等辺の程度が大きくしておる。

すなわち５段のステップ２ツグジヨイントを有する変圧
器鉄心（第１図参照）ｔ−構成するには５種の鉄心層（
ａ）から（ｅ）（第２図参照）を図中矢印表示のように
、例えば（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）、　（ｄ）、　（
ｅ）の順にサイクリックに接合、積層する。なお第２図
において４は切シ欠きである。

このような従来のステップラップジヨイントよりなる変
圧器鉄心では第３図に示されているよう化 に、接合位置５が所定のステップ鰺Δで段階状に配置さ
れるために図中矢印で示されている渡シ磁束が分散され
て磁束の集中が緩和され、この接合部の鉄損が低減でき
る。ところが変圧器鉄心は通常第４図にも示されている
ように鉄板幅ｔの違う′多数のブロックを組合わせてほ
ぼ円形になるように構成されているので、鉄心全体を一
様なステップ化Δで形成すると、鉄心幅ｔ（鉄板の幅が
ｔのものを積層したので、積層された鉄心の幅もｔとな
る。）に対するステップ化Δの割合が鉄心幅ｔの狭くな
る表層部はど増大し、上述の第１図の鉄心り形陽角部付
近の鉄心中磁束分布の一例が示されている第５図および
鉄板幅ｔと総ステップ長ΣΔとの比が鉄損にどのように
影響するかを検討した結果が示されている第６図のよう
に、多くの不都合が生じる問題がある。なお第６図は縦
軸に鉄損をとり、横軸に総ステップ長ΣΔと鉄板幅ｔと
の比をとって図示したものである。

すなわちステップラップジヨイントを有する変圧器鉄心
ではどうしても上述の第２図の鉄心層（Ｃ）以外の鉄心
層（ａ）、　（ｂ）、　（ｄ）、　（ｅ）で鉄心隅角部
に切シ欠き４ができるために、第５図中にハツチングし
である切り欠き４付近で磁束が大きく変歪し、鉄損や励
磁電流を増加させる原因となる。しかもこの傾向は第６
図に示されているように鉄板幅ｔの小さくなる鉄心表層
部はど切シ欠き４の鉄板幅りに占める比率が大きくなる
ために顕著とな如、従来のステップラップジヨイントの
変圧器鉄心を構成する上での大きな欠点となっていた、 〔発明の目的〕 本発明は以上の点に鑑みなされたものであシ、鉄心表層
部における鉄損減少を可能とした変圧器鉄心を提供する
ことを目的とするものである。

〔発明の概要〕

１ブロツク当たシ複数の鉄板を積層組合せて構成され、
前記ブロックの鉄板幅が鉄心表層部に向って減少する鉄
心の脚鉄と継鉄とが所定の寸法を保持してステップ状に
突き合せ接合される変圧器鉄心において、前記ステップ
の総ステップ長が、前記鉄心各ブロックの鉄板幅とほぼ
比例するように前記鉄心表層部はど減少させたことを特
徴とするものであり、これによってステップの総ステッ
プ長は鉄心表層部はど減少するようになる。

〔発明の実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
７図（イ）、（ロ）、ｅつには本発明の一実施例が示さ
れている。なお従来と同じ部品には同じ符号を付したの
で説明を省略する。本実施例ではステップの総ステップ
長ΣΔが鉄心各ブロックの鉄板幅ｔ（ｔｌ、ｌ−＊＋Ｌ
ｓ）とほぼ比例するように鉄心表層部はど減少させた。

このようにすることによシステップの総ステップ長ΣΔ
は鉄心表層部はど減少するようになって、鉄心表層部に
おける鉄損減少を可能とした変圧器鉄心を得ることがで
きる。

すなわち鉄心表層部に向って鉄心幅が小さくなる（　ｔ
ｓ　＞Ａｘ　＞４１１圧器鉄心で、最大の鉄心幅ｔ３の
鉄心ブロックでの総ステップ長４Δ３（ΣΔ）に対し鉄
心幅が鉄心表層部に向って小さくなる鉄心幅’２　＋　
ｚｌの鉄心ブロックでは、鉄心幅の減少にほぼ比例する
ように各々の総ステップ長４Δ２１４Δ１が順次減少す
るようにステップ化Δ２．Δｌを夫々短かくした。この
ように最も幅の広い鉄心幅ｔ３の総ステップ長（接合部
）４Δ、内に、鉄心幅ｔ３より幅の小さい鉄心幅ｔ２の
総ステップ長４Δ２を、この総ステップ長４Δ２内に鉄
心幅ｔ２より幅の小さい鉄心幅１１の総ステップ長４Δ
１を形成するようにすれは、鉄心表層部にいくに従い切
り欠き４が小さくなって、鉄心表層部にいくに従って切
シ欠き４を小さくすることができる。

なお鉄板幅として最大の鉄板幅ｔ３を基準にして総ステ
ップ長ΣΔを表層部に向って決めていくと最小の鉄損の
変圧器鉄心が実現できるが、機械的強度や鉄損の裕度な
どを考慮して最大の鉄板幅ｔ３以外の鉄板をその基準に
選び、総ステップ長ΣΔを決めていくことも当然可能で
ある。

第８図（イ）、（ロ）、（ハ）には本発明の他の実施例
が示されている。本実施例では鉄心幅がｔ３　、　ｔ２
　。

１１　と狭くなる鉄心表層部に向うに従い同一ステップ
化Δであるが、そのステップ段数を順次減らすようにし
た。すなわち最も幅の広い鉄心幅ｔ３のステップ段数を
７段にしてその総ステップ長を７Δ（ΣΔ）に、この鉄
心幅ｔ３より幅の小さい鉄心幅ｔ２のステップ段数を６
段にしてその総ステップ長を６Δに、そして最も幅の小
さい鉄心幅ｔｘのステップ段数を５段にしてその総ステ
ップ長を５Δにした。このようにすることにょシ総ステ
ップ長ΣΔが鉄板幅（鉄心幅）の減少とほぼ比例して低
下するようになって、前述の場合と同様な作用効果を奏
することができる。

なおこのように同一ステップ化Δでステップ段数を変化
させる方法と、先述の同一ステップ段数でステップ化Δ
を変化させる方法とを組合わせるようにしてもよい。

第９図（イ）、（ロ）、（ハ）には本発明の更に他の実
施例が示されている。本実施例は最も構成が単純な３段
ステップラップジヨイント鉄心に適用した場合であるが
、この場合も鉄心幅が狭くなる鉄心表層部はど総ステッ
プ長ΣΔが順次減少するようにした。すなわち最も幅の
広い鉄心幅ｔ３の鉄心ブロックでの総ステップ長２Δ３
　（ΣΔ）に対し、その幅が小さくなる鉄心幅Ａｔ　＊
　ｔＳの鉄心ブロックでは、鉄心幅の減少にほぼ比例す
るように各々の総ステップ長２Δ２，２Δｌが順次減少
するようにステップ化Δ２．Δ１を夫々短くした。この
ようにすることによシ鉄心表層部にいくに従って切シ欠
きが小さくなって、前述の場合と同様な作用効果を奏す
ることができる。

なおこの場合は上述の第２図の鉄心層（ａ）　、　（ｂ
）　。

（Ｃ）がサイクリックに繰シ返される構造にしそアシ、
ステップ段数が少ないため接合部の磁束の集中緩和な若
干犠牲になっているが、鉄心病角部に切き欠きの生じな
い鉄心層（Ｃ）が全体の１７３も占めるため、上述の第
５図の切シ欠きが原因で生じる多くの障害が大きく緩和
できる。そしてこの種の構造は特に鉄心表層部の鉄心幅
が小さくなる小形変圧器において有効である。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は鉄板幅の小さくなる鉄心表層部に
なるに従って切き欠きが小さくなって、鉄心表層部にお
ける鉄損が減少するようになシ、鉄心表層部における鉄
損減少を可能とした変圧器鉄心を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の変圧器鉄心の平面図、第２図は第１図の
変圧器鉄心を構成する鉄心層の平面図、第３図は第１図
のＡ−Ａ線に沿う断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線に
沿う断面図、第５図は従来の変圧器鉄心の鉄心り接合隅
角部における磁束分布図、第６図は従来の変圧器鉄心の
鉄板幅と総ステップ長との比と鉄損との関係を示す特性
図、第７図（イ）、（ロ）、０は本発明の変圧器鉄心の
一実施例の接合部を示すもので、０）は鉄板幅の最も大
きい部分の接合部、（ロ）は中間部分の接合部、ｅ）は
鉄板幅の最も小さい部分の接合部の断面図、第８図（イ
）。 （ロ）、ぐ→は本発明の変圧器鉄心〃貧−例の接合部を
示すもので、（イ）は鉄板幅の最も大きい部分の接合部
、（ロ）は中間部分の接合部、ｅ）は鉄板幅の最も小さ
い部分の接合部の断面図、第９図（イ）、（ロ）、ぐ）
は本発明の変圧器鉄心の更に他の実施例の接合部を示す
もので、（イ）は鉄板幅の最も大きい部分の接合部、６
：Ｉ）は中間部分の接合部、（ハ）は鉄板幅の最も小さ
い部分の接合部の断面図である。 １、ｌａ、ｌｂ、ＩＣ，ｌｃｉ、１ｅ＋＋・脚鉄（外側
）、２，２ａ＋　２ｂ、２Ｃ，２ｄ、２ｅ・・・脚鉄（
中央）、３　ｅ　３　ａ　＊　３　ｂ　１３　ｃ　ｅ　
３　ｄ　１３６　・−継鉄、４・・・切シ欠き、５・・
・接合位置、（ａ）、　（ｂ）・・・切シ欠きのある鉄
心層、（Ｃ）・・・切シ欠きのない鉄心層、（ｄ）、　
（ｅ）・・・切シ欠きのある鉄心層。 代理人　弁理士　長崎博男 （ほか１名） 楢１０ 端ｌ圀 第３　目 委４−昭 第ミロ ψ餌人テシグ曇と４大張慴μ力＃％）−第−ｒ　口 （イ） 竿９図 （イ） 手続補正書（方式） ５９，７．２５ 昭和　年　月　日 特Ｒ１庁長官　志賀　学　殿　１１ ■、事件の表示　昭和５９年特許願第０６７２６２号２
、発明の名称　変圧器鉄心 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（５１０）株式会社日立製作所 ４、代理人 居　所（〒３１７）茨城県日立市鹿島町−丁目１０番３
号茨相ビル ５、補正命令の日付　昭和５９年６月２６日（発送日）
６、補正の対象 （１）明細書の図面の簡単な説明の欄 ７、　補正の内容 （１）明細書の第１０頁第９行目から第２０行目までの
記載を削除し、下記を加入する。 記 「７図は本発明の変圧器鉄心の一実施例を示すもので第
４図に相当する鉄心コーナ一部の拡大断面図、第８図は
第７図のＰル矢視図、第９図は第７図のは矢視図、第１
０図は第７図のＲα矢視図、第１１図は本発明の変圧器
鉄心の他の実施例を示すもので第７図に相当する断面図
、第１２図は第１１図のＰｂ矢視図、第１３図は第１１
図のＱｂ矢視図、第１４図は第１１図のｒｔｂ矢視図、
第１５図は本発明の変圧器鉄心の更に他の実施例を示す
もので第７図に相当する断面図、第１６図は第１５図の
Ｐｃ矢視図、第１７図は第１５図のＱｃ矢視図、第１８
図は第１５図のＲｃ矢視図である。」（２）図面第７図
から第９図を添イ」の図面第７図から第１８図に訂正す
る。 補正図１ ￥７　目 茅８　目 茅１ｏ目 □　補１図面 第１１目　茅、２目 ＄１４目 補正図 手続補正書（自発） １、事件の表示　昭和５９年特許願第０６７２６２号２
、発明の名称　変圧器鉄心 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称（５１０）株式会社日立製作所 ４、代理人 居　所（〒３１７）茨城県日立市鹿島町−丁目１０番３
号茨相ビル ６、補正の内容 （１）明細書の第６頁第３行から第４行、「第７図（イ
）、（ロ）、（ハ）には・・・・・・示されている」と
あるを「第７図から第１０図には・・・・・・示されて
いる」と訂正する。 （２）明細書の第７頁第１４行から第１５行、［第８図
（イ）、（ロ）、（ハ）には・・・・・・示されている
」とあるを「第１１図から第１４図には・・・・・・示
されている」と訂正する。 （３）明細書の第８頁第１２行から第１３行、「第９図
（イ）、（ロ）、（ハ）には・・・・・・示されている
」とあるを「第１５図から第１８図には・・・・・・示
されている」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　１ブロツク当たシ複数の鉄板を積層組合せて構成
   され、前記ブロックの鉄板幅が鉄心表層部に向って減少
   する鉄心の脚鉄と継鉄とが所定の寸法を保持してステッ
   プ状に突き合せ接合される変圧器鉄心において、前記ス
   テップの総ステップ長が、前記鉄心層ブロックの鉄板幅
   とほぼ比例するように前記鉄心表層部はど減少させたこ
   とを特徴とする変圧器鉄心。