KR850000859B1 - 보조심을 구비한 권철심형 변압기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

보조심을 구비한 권철심형 변압기의 제조방법

제1도는 본 발명의 방법의 1실시예를 나타내는 설명사시도.

제2도는 제조완성품의 종단면도.

제3도는 완성품을 케이스에 수용한 상태의 횡단면도.

제4도는 다른 예의 완성품 사시도.

제5도는 권철심과 보조심을 각 1개씩 사용하여 제조한 완성품을 케이스에 수용한 상태의 횡단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 권철심(卷鐵心) 2 : 보조심

3 : 권 선 3a : 1차 코일

3b : 2차 코일 5 : 협지구(挾止具)

A1 : 전자강판 A2 : 강대(鋼帶)

A3 : 전자강판편 L1 : 소요폭

L2 : 권철심의 높이 L5 : 긴편 방향측의 길이

본 발명은 변압기의 제조방법의 개량에 관한 것이다.

종래의 일반적으로 변압기는 전자강판을 적층한 철심이 사용된다.

그런데 이 철심의 적층방법에는 약간의 종류가 있어, 가장 일반적으로 I 및 E자형의 두가지로 형성된 강판을 E.I상으로 맞대서 日자형으로 짜맞춘 것과, I.E자상으로 맞대어 日자형으로 조합시킨 것을 서로 엇갈리는 상태로 적층해서 소망의 두께의 철심을 만들고 미리 이것과는 따로 형권(型卷)을 하여 형성된 권선을 철심에다 끼워서 일체화되는 것이 알려져 있었다. 그리고 또 하나로는 중앙부가 뚫린 방형틀상(方型●狀)의 전자강판을 적층해서 소망의 두께의 철심을 만들어 그 중공부내에 단책형의 전자강판편을 적층하여 봉상으로 하고 여기에다 권선한 철심을 끼워서 일체화하는 것이 알려져 있다.

그러나 어느 것의 경우도 전자강판을 타발하는 것은 기계적으로 가능하지만, 타발된 강판은 이것을 손으로 적층하여 철심을 만들어야 하며 완전한 철심으로 쌓아올려 적층하기에는 많은 곤란이 있어 조립상의 장해가 되어 있다. 그리고 가령 공을들여 손작업으로 수정하는 수고를 더했다 하드라도, 손작업에 의한 적층의 결과 각취간의 공극은 기계로 감은 환상철심과 비교하면 점적율이 뒤떨어져서 그만큼 철심의 단면적이 크게되는 외에 철심으로서 갖아 싫어하는 울리는 소리가 나는 진동의 원인이 되는등 근본적인 결함을 피하루 업소 또한 강판을 타발하는 데에 따르는 재단부스러기로 인한 낭비가 생겨서 비경제적인 동시에 전자강판의 성질을 최고로도 살린 형상으로 철심의 구조가 잡혀지지 않은등의 결점도 있어서 환상철심과 비교하여 철심의 중량이 붙어서 형이 커지는 동시에 울리는 진도외에도 누설자속이 커진다는 성능상의 결함이 있다.

상기한 바와같은 결함이 없는 변압기를얻고자 하는 경우, 변류기에서 알 수 있듯이 전자강판을 소요폭으로 재단해서 형성된 강대를 환상으로 권적층해서 철심을 만들면 종래와은 타발작업과 그에 따르는 재료의 낭비, 그리고 손작업으로 인한 적층의 수고를 덜 수 있어서 대단히 좋을 것으로 생각이 든다. 그러나 이러한 권철심에 의하면 1, 2차 코일을 만들어내기 위한 권철심에의 환상방향에 걸친 권선이 매우 곤란하게 되고 가령 권선을 완료했다해도 철심의 재료인 강판에 방향성전자강판을 사용하면 그 연속된 권방향으로의 투자특성(透磁特性)이 뛰어난 나머지 1차 코일을 거쳐 교류전압을 가한때의 돌입전류가 순간적으로 일시에 급격히 유도될 위험성이 높고, 그 때문에 계전기나 저항기를 부설하여 돌입전류를 완화경감할 필요가 있어 특별한 회로설계나 별도 부품의 부설이 필요한 결과, 구조가 복잡화하므로 실용으로는 곤란하다,

그러나 본 발명에서는 이 돌입전류로 인한 장해를 계전기나 저항기등을 사용하지 않고 해소할 수 있도록 개량해서 상기 권철심을 사용토록 한 것이며 특히 제조방법을 단순화해서 간단하게 제조할 수 있으며 그 위에 형의 소형화와 이에 수반하는 경량화할 수 있게 한 보조심을 갖춘 권철심형 변압기의 제조방법을 제공하려 하는 것이다.

이하 본 발명 실시예를 첨부 도면에 따라 구체적인 예에 의거하여 상세하게 설명한다. 먼저 일정한 두께를 가진 전자강판(A1)을 연속적으로 이송시키면서 재단하는 장치에 따라 소요되는 폭(L1)에 재단해서 형성된 강대(A2)를 이를테면 제1도에 표시한 것처럼 권형(B)에 테이프류를 감아올리는 요령과 수단으로 연속적이며 기계적으로 긴밀한 상태로 단단하게 감아서 권적층해서 소요두께로 된 약 4각, 또는 장방형상의 권철심(1)을 만들고, 또 이와는 별도로 단책형으로 그 긴편방향축의 길이(L5)를 상기 권철심의 높이(L2)와 같이 재단된 권철심(1)과 동일한 전자강판편(A3)을 적당한 방법으로 적층하여 봉상의 보조심(2)을 만든다. 이 경우에 상기한 것처럼 보조심(2)을 만드는 강판편(A3)의 길이 방향측의 길이(L5)는 권철심(1)의 높이(L2)와 같이 형성함과 동시에 권철심(1)에 대한 보조심(2)의 적층 두께(L6)와 권철심(1)에 대한 보조심(2)에 대한 보조심(2)의 폭(L4)을 각각 전기자기 이론상으로 요구되는 산술식

4×(L1)×(L3)=(L4)×(L6)

으로 된 비율이 되도록 적층해서 보조심을 만든다.

지금 상기 식에 구체적 수치를 적용시켜 그 예를 나타내면,

4×7.5mm×8mm=12mm×20mm

(L1=7.5mm, L3=8mm, L4=12mm, L6=20mm)

이 된다.

그리고 상기한 바와같이 해서 만들어진 보조심(2)에는 그 상하단부를 권철심(1)의 권적층두께(LB)보다 약간 길게 그대로 무권 선상태로 남기고 그 외주에 소요선경과 권수의권선(3)을 절연재를 통하여 기계적으로 시행하고, 1, 2차 코일(3a), (3b)을 만들어 내는 동시에 1차측 리이드(Lead)(4a, 4b) 및 2차측 리이드(4c, 4d)를 유도해 둔다.

그리고 1예로서 제2도-제3도에 나타낸 것처럼 약 4강형상으로 만들어진 권철심(1)을 2개 준비하여 이 2개의 권철심(1), (1)의 서로 마주 향하는 권적층면간의 권철심을 종방향으로 2등분하는 위치에 보조심(2)을 1개씩 개장(介裝) 배치하고, 보조심(2)의 권선을 하지 않은 그대로 남겨진 상하단부의 적층면과 권철심(1), (1)의 권적층면을 직교상으로 접합시키고 보조심(2)개의 위치의 권철심(1), (1)의 상하외주면에 그형 단면의 협지구(挾止具)(5),(5)를 가교상(架橋狀)으로 끼우고 그 양단 굴곡부(5a), (5a)를 권철심(1), (1)의 각 외측권적층면에 걸쳐서 계지(係止)시켜서 2개의 권철심(1), (1)간에 미리 권선이 된 보조심(2)을 1개씩 개장 고정하여 일체화되도록 해서 변압기로 만든다. 또하나의예로서는 제4도에 표시한 것처럼 약 장방형상으로 만들어진 권철심(1)을 2개 준비하고 이 2개의 권철심(1), (1)의 서로 마주 향하는 권성층명(卷成層面)간의 권설심을 종방향으로 4불하는 위치에 3개의 보조심(2), (2), (2)을 가각 개장배치하여 앞의 경우와 같이 각 보조심(2)의 개장 위치에 협지구(5)를 끼워서 고정하여 전체를 일체와 되게하여 변압기를 만든다.

또한 상기 2예 모두 보조심(2)은 그 상하단부가 권철심(1)의 권적층두께(L3)보다 약간 길게 그대로 무권상태로 남겨지고, 그 외주에 권선(3)이 되어있어, 보조심(2)과 양권철심(1), (1)과의 접합은 아무런 곤란없이 얻어지는 동시에 보조심(2)에 가해진 권선(3)은 양권철심(1), (1)이 중공부내에 정확하게 안정된다.

이상과 같이 본 발명은 두께가 있는 전자강판을 소요되는 폭으로 재단해서 형성된 강대를 환상으로 연속적 기계적으로 긴밀한 상태로 권적층하여 소요두께로 된 약 4각 또는 장방형상의 권철심을 만드는 동시에 이와는 별도로 단책형으로 길이 방향측의 길이를 전기 권철심의 높이와 같이 재단된 권철심과 동일한 전자강판편을 적층해서 권철심의 높이와 같은 봉상의 보조심을 만들고, 이 보조심의 상하단부는 그대로 남기고 그 외주에 소요되는 선경과 권수의 권선을 절연재를 통하여 행하여서 1, 2차 코일을 만들어내어 전기 권철심을 2개, 보조심을 1개 또는 3개씩 준비하고 2개의 권철심의 마주 향하는 권적층면간의 권철심을 종방향으로 2분 또는 4분하는 위치에 1개 또는 3개의 보조심을 개장배치하고 이 보조심의 권선을 하지 않은 상하단부의 적층면과 양권철심의 권적층면을 직교상으로 절합시켜서 협지구로 고정하여서 일체화가 되도록 한 것을 특징으로 하는 것이며, 보조심을 조성하는 전자강판편의 적층에 의한 봉상화(棒狀化)와이 보조심에 대한 권선의 전부를 기계화하고,아울러 권철심이 기계적 권적층과의 접합이 되어 변압기 전체로서의 기계적 제조가 가능케 되어 극히 능률적으로 양산화할 수 있고, 그 위에 철심은 전자강판에 의한 강대를 권적층해서만드는 것이므로 종래의 뚫는 강판을 사용하는 것과 달라서 재단부스러기 등의 재료의 낭비를 없앨 수 있어서 대단히 저렴하고 경제적으로 제조할 수 있고, 또 2개의 권철심의 서로 대향하는 권적층면간의 권철심을 2불의 4분하는 위치에 미리 권선된 보조심을 배치하고 권선하지 않은 보조심의 상하단부의 적층면과 권철심의 권적층면을 직교상으로 접합시키고 협지구로 고정 일체화시켜서 변압기를 만들어내는 것이며, 2개의 권철심간에 보조심을 개장고정한 후 이 보조심에 권선하려고 하면 양 권철심의 중공부내를 일일히 돌리면서 권선해야 되므로 원활한 권선작업을 할 수 없는 결함이 있는데 미리 권선된 보조심을 2개의 권철심간에 개장배치하여 협지구를 끼워서 고정 일체화하므로서 지극히 간단하고 신속하게 변압기를 만들어낼 수가 있다.

그리고 본 발명 방법의 실시에 의하여 얻어진 변압기는 권철심을 종방향으로 2분 도는 4분하는 위치에 미리 권선된 보조심을 배치하여 그 양측에 자력선을 동일하게 발생토록 하고 게다가 권철심의 권적층면과 보조심의 상하단부의 권선되지 않은 적층면과를 직교상으로 접합시키는 것이며, 그 접합부에는 자기 저항이 일어나게 되는 결과 권철심의 환상 방향으로 권선이 된 경우처럼 급격한 돌입전류의 순간에 일시적인 부하가 가해지는 염려가 전연 없어지고 돌입전류의 감소와 완화를 얻을 수가 있으며 또한 권철심은 기계적으로 긴밀성이 높은 연속된 상태하에 권적층이 되어 이에 따라, 견고하고 튼튼한 권적층을 얻을 수 있고, 자화시의 강대 진동과 울리는 소리가 나는 등의 염려도 전연 없게 된다.

그런데, 권철심과 보조심과의 접합시에 우선 가장 간단하게는 제5도와 같이 권철심과 권선된 보조심을 각각 1개씩 준비하여 권철심의 권성층면의 한쪽 방면에 보조심을 접합시켜서 일체적으로 고정하는 것을 생각할 수가 있다.

그러나 이 경우에 보조심의 권선한 곳에(비오 사바르의 법칙에 의해 알 수 있듯이) 흐르는 전류에 비례해서 도체로서의 권선으로부터 수직의 방향으로 자계가일어나서 변압기의 경우 이 도체인 권선의 권수가 많기 때문에 커다란 자계가 그 외주메 생기게 되는결과, 이 자계가 권선전주(全周)에 걸쳐 대단히 광범위하게 미치게 되어 그 위에 전자강판은 그 판면에 절연막이 형성되는 것이 정상상태이며,이 절연막은 열전도율이 현저하게 낮아서 권철심의 권적 층두께 방향으로의 열전도율은 강대의 길이(또는 폭) 방향에 비하여 극단적으로 불량하므로 그 열전도율을 높게 하려면 예를들어 권철심을 만드는 강대를 폭넓게 해야 하며 형의 소형화와 이에 따른 경량화가 어려운데다가 이런 종류의 변압기는 전기적 안전규격상의 규제등에서 케이스내에 수용되는 일이 많은데 그러한 경우에 보조심의 권선외주에는 안전규격을 충족하는 절연을 실시하기는 하지만 보통 이 절연재에는 지류(紙類)를 사용하는 일이 많으며 권선은 그 일부가 권철심의 중공 부내에 향하기는 하나, 절반부 이상이 권철심의 권적층면에서 돌출된 상태에 있고, 이러한 상태의 것을 제5도에 표시한 것처럼 케이스안에 수용했을 경우에 권선의 일부가 케이스 내면에 압박을 받기 쉽고, 이때문에 방열이 저해되는 반면에 권선의 절연재가 지류로서는 열작용을 받기 쉬워서 위험하나는 문제가 생기게 되어 케이스 내의 수용이 곤란하게 되는 염려가 있어서 실용으로 하기가 어렵다.

그러나 본 발명에서는 2개의 권철심이 서로 마주 대향하는 권성적면간의 권철심. 종방향으로 2분 또는 4분하는 위치에 미리 권선된 보조심을 배치하고 권선되지 않은 보조심의 상하단부의 적층면과 권철심의 권적층면을 직교상으로 접합시켜서 협지구로 고정일체화해서 변압기를 만들어내는 것이며 특히 보조심에는 그 상하단부를 권철심의 권적층두께보다 약간 길게 그대로 무권상태로 남기고 그 외주에소요 선경과 권수가 행해져 있어 권철심과 보조심과의 접합이 지장없이 얻어짐과 동시에 권선은 떠받치지 않고 양권철심의 중공부내에 안정되며 게다가 권철심은 대략 4각 또는 장방형상으로 만들어져 있으므로 전체로서 상자 같은 형상이 되어 끝의 1개의 권철심에 의하 경우와는 달리 전연 돌기부분이 없으므로 비교적 단순한 상자형 형태의 케이스 안에 제3도에 나타낸 바와같이 아무런 곤란없이 수용하고 필요한 경우에는 밀폐할 수가 있으며 지극히 안전성이 높은 전체로서 산뜻한 체재의 것이 되는 동시에 종랭의 E.I형이라 칭하는 변압기에 비하여 소형이며 또한 경량한 것이 된다.

상기한 바와같이 해서 만들어진 변압기는 그보조심의 권선개소에 생기는 자계가 2개의 권철심에 의하여 가려져셔 약간 보조심의 개장에 따라 이간하는권철심간의 간극부분에서 누설이 생기는데 불과하며 자계를 현저히 감소완화할 수가 있어서 효과적이 되고 더구나 이것을 전술한 바와같은 안전상의 요청으로 제3도처럼케이스내에 수용한 경우에는 2개의 권철심의 각각 외측 권적층면이 케이스내면과 접하도록 되지만, 보조심의 개장에 의한 권철심간의 이간 간격을 거쳐서 방열을 얻을 수 있게 되어 특히 권철심은 전자강판의 전자특성이 좋은 결정방향으로만 자력선을 통과시킬 수 있는 것이며, 전자강판면의 절연막에 의하여 열전도율은 저해되어도, 2개의 권철심에 따르면 끝의 1개의 권철심에 의한 경우만큼 강대의 폭을 넓히고 또는 권적층 두께를 늘릴 필요가 없고, 1개의 권철심에 의한 것에 비하여 그 권적층두께를 얇게, 이론상으로 그 단면적을 2분의 1로 감소시킬 수가 있으며 그만큼 열전도율은 높아지는 동시에 보조심의 개장에 의한 권철심의 이긴 간격에 따라 공기에 접하는 면이 증가되고 그 위에 전기 이론상으로도 그 설계자 속밀도를 대단히 높게설정하여 철심이 단면적을 작게하므로서 소형화를 목적으로 하는 본 발명에 있어서는 철손에 의한 권철심으로 만들어진 전자강판 내면에 발생하는 열의 방열효과를 높일 수가 있고 효과적인 방열적용을 얻을 수 있게되어 장시간동안 사용해도 열이 발생하는 염려가 적어지는등, 여러가지 현저한 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 두께가 있는 전자강판을 소요 폭으로 재단하여 형성된 강대를 환상으로 연속적 기계적으로 긴밀한 상태로 권적층(卷積層)하여 소요두께로 이루어진 대략 4각 또는 장방형상의 권철심을 제조함과 동시에 이와는 별도로 단책형(短冊形)으로 그 길이 방향측의 길이를 상기 권철심의 높이와 같도록 재단된 권철심과 동일한 전자강판편을 적층하여 권철심의 높이와 같은 봉상(棒狀)의 보조심을 만들고, 이 보조심의 상하단부는 그대로 남기고 그 외주에 소요 선경(線徑)과 권수의 권선을 절연체를 재개시켜서 1, 2차 코일을 만들어 내어, 상기 권철심을 2개, 보조심을 1개 또는 3개씩 준비하고, 2개의권철심의 서로 마주보는 권적층면간의 권철심을 종방향으로 2등분 또는 4등분하는 위치에, 1개 또는 3개의 보조심을 개장 배치하고, 이 보조심의 권선을 행하지 않은 상하단부의 적층면과 양권철심의 권적층면을 직교상으로 접합시켜서 협지구(挾止具)로 고정시켜서 일체화 할 수 있도록 한것을 특징으로 하는 보조심을 구비한 권철심형 변압기의 제조방법.

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