JP2005072160A - アモルファス鉄心変圧器及び三相五脚巻鉄心変圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】 コイルを押さえる補強材を不要とし、構造をコンパクトにすることで、組立作業の工数や材料費を低減し、また磁性材料が珪素鋼帯のみの場合よりも無負荷損を低減するアモルファス巻鉄心及び三相五脚巻鉄心変圧器を提供する。
【解決手段】 コイル３と、コイル３とそれぞれ鎖交する複数のアモルファス巻鉄心２とを備えるアモルファス鉄心変圧器において、複数のアモルファス巻鉄心２は巻回半径方向に隣接して配置されており、そして、巻回半径方向の最外部に珪素鋼帯を巻回した巻鉄心１を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アモルファス鉄心変圧器及び三相五脚巻鉄心変圧器であり、特にその変圧器の巻鉄心の磁性材料とその構造に関する。

巻鉄心変圧器は、磁性材料として非晶質薄帯又は珪素鋼帯のどちらかで構成される。磁性材料が非晶質薄帯の場合、非晶質薄帯の鉄心成形に起因する応力を除去するための磁場中焼鈍を行なうことで非晶質薄帯が脆化するため、短絡時のコイルの電磁機械力に対して弱い状態にある。よって、特許文献１で提案されているように、図２に示すような補強材４ａ、４ｂによりコイル３ａ、３ｂを押さえて補強する構造となっている。なお、２は巻鉄心であり、締金具５ａ、５ｂであり、６は電磁機械力の向きである。
特開平１０−３４０８１５号公報

このように、非晶質薄帯のみでは補強材４ａ、４ｂが必要となることから構造が大形化してしまう。そのため組立構造も複雑となり、組立作業の工数や材料費が多くかかる。また磁性材料が珪素鋼帯のみでは無負荷損を低減することができない。

本発明は、従来技術の問題を解決するものであり、コイルを押さえる補強材を不要とし、構造をコンパクトにすることで、組立作業の工数や材料費を低減し、また磁性材料が珪素鋼帯のみの場合よりも無負荷損を低減するアモルファス巻鉄心及び三相五脚巻鉄心変圧器を提供することを目的とする。

上記課題点を解決するために、本発明は基本的に三相五脚巻鉄心変圧器において、巻鉄心の磁性材料に非晶質薄帯と珪素鋼帯を同時に用いた構造とする。具体的には、三相五脚巻鉄心変圧器において、外側の一つのコイル３ａとのみ鎖交する巻鉄心１を珪素鋼帯とし、二つのコイル３ａ、３ｂと鎖交する中央の巻鉄心２を非晶質薄帯となる構造とする。

すなわち、本発明は、コイルと、該コイルとそれぞれ鎖交する複数のアモルファス巻鉄心とを備えるアモルファス鉄心変圧器において、前記複数のアモルファス巻鉄心は巻回半径方向に隣接して配置されており、そして、巻回半径方向の最外部に珪素鋼帯を巻回した巻鉄心を有する変圧器である。

また、本発明は、コイルと、該コイルとそれぞれ鎖交する磁性材料の巻鉄心で構成する三相五脚巻鉄心変圧器において、上記巻鉄心は、巻回半径方向に隣接して配置されており、そして、一つのコイルとのみ鎖交する外側の巻鉄心は、巻回した珪素鋼帯からなり、二つのコイルと鎖交する中央の巻鉄心は、巻回した非晶質薄帯からなる三相五脚巻鉄心変圧器である。

そして、本発明は、上記外側の巻鉄心は、鎖交するコイルを押える構造である三相五脚巻鉄心変圧器である。

本発明によれば、コイルを押さえる補強材を不要とし構造をコンパクトにすることで、組立作業の工数や材料費を低減し、また磁性材料が珪素鋼帯のみの場合よりも無負荷損を低減した三相五脚巻鉄心変圧器を得ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明のアモルファス鉄心及び三相五脚巻鉄心変圧器の実施例について図面を用いて説明する。図１（ａ）（ｂ）は、実施例の三相五脚巻鉄心変圧器において巻鉄心の磁性材料に非晶質薄帯と珪素鋼帯を同時に用いた構造の平面図及び正面図である。図２（ａ）〜（ｃ）は三相五脚巻鉄心変圧器において巻鉄心の磁性材料に非晶質薄帯のみを用いた従来のアモルファス鉄心変圧器における構造例の平面図、正面図及び斜視図である。図３は、短絡時のコイルの電磁機械力の向きの説明図である。

実施例１について、説明する。本実施例の三相五脚巻鉄心変圧器は、図１に示すように、コイル３ａ〜３ｃと、珪素鋼板からなる巻鉄心１と、非晶質鋼板からなるアモルファス鉄心２とを有する。アモルファス巻鉄心２は、巻回半径方向に隣接して配置され、そして、巻回半径方向の最外部に珪素鋼帯を巻回した巻鉄心１を有する。

本実施例の三相五脚巻鉄心変圧器において、非晶質薄帯からなる巻鉄心２は、鉄心成形に起因する応力を除去するための磁場中焼鈍を行なうことで脆化が進み、短絡時のコイルの電磁機械力に対して弱い状態となっている。この場合のコイルの電磁機械力とは、短絡時に同方向の電流を流す導体は相引合い、反対方向の電流を流す導体は相反発するという法則に従い作用する力であり、図３に示すように両巻線間のギャップを広げようとする半径方向力である。そのため従来のアモルファス鉄心変圧器においては、非晶質薄帯からなる巻鉄心を用いているためこの電磁機械力に対して弱い状態であり、鉄心自体が損傷する可能性があった。そのため、図２に示すように、補強材４ａ、４ｂによりコイル３ａを押えることで短絡時のコイルの電磁機械力に対応しており、複雑な構造となっていた。また、この補強材４ａ、４ｂによってアモルファス鉄心変圧器の横幅が大きくなりコンパクト化を阻害していた。そこで図１に示すように、本実施例における三相五脚巻鉄心構造は、一つのコイル３ａとのみ鎖交する外側の巻鉄心１を珪素鋼帯とし、二つのコイル３ａ、３ｂと鎖交する中央の巻鉄心２を非晶質薄帯となるようにコイルへ挿入し形成する。これにより、外側のコイル３ａは剛体である珪素鋼帯の巻鉄心１により押さえられるために、図２に示すようなコイルで発生する短絡時の電磁機械力に対抗する補強材４ａ、４ｂを設けなくても電磁機械力に対抗できる。尚、中央の非晶質薄帯の巻鉄心２においては、従来構造と同じであり電磁機械力は問題ない。よって、補強材４ａ、４ｂの必要がなくなることから構造が簡易であり且つコンパクトになる。

また、本実施例においては、磁性材料に非晶質薄帯と珪素鋼帯を同時に用いる構造であることから、非晶質薄帯の最大の利点である低鉄損特性の効果により珪素鋼帯のみの場合よりも無負荷損を低減することができる。

実施例のアモルファス鉄心変圧器における三相五脚巻鉄心構造の平面図及び正面図。 従来例のアモルファス鉄心変圧器における三相五脚巻鉄心構造の平面図、正面図及び斜視図。 短絡時のコイルの電磁機械力の向きの説明図。

符号の説明

１ 巻鉄心（珪素鋼帯）
２ 巻鉄心（非晶質薄帯）
３ａ コイル（外側）
３ｂ コイル（中央）
４ａ 補強材１
４ｂ 補強材２
５ａ 締金具（上）
５ｂ 締金具（下）
６ 電磁機械力の向き

Claims (3)

1. コイルと、該コイルとそれぞれ鎖交する複数のアモルファス巻鉄心とを備えるアモルファス鉄心変圧器において、
   前記複数のアモルファス巻鉄心は巻回半径方向に隣接して配置されており、そして、巻回半径方向の最外部に珪素鋼帯を巻回した巻鉄心を有することを特徴とする変圧器。
2. コイルと、該コイルとそれぞれ鎖交する磁性材料の巻鉄心で構成する三相五脚巻鉄心変圧器において、
   上記巻鉄心は、巻回半径方向に隣接して配置されており、そして、一つのコイルとのみ鎖交する外側の巻鉄心は、巻回した珪素鋼帯からなり、二つのコイルと鎖交する中央の巻鉄心は、巻回した非晶質薄帯からなることを特徴とする三相五脚巻鉄心変圧器。
3. 請求項２記載の三相五脚巻鉄心変圧器において、
   上記外側の巻鉄心は、鎖交するコイルを押える構造であることを特徴とする三相五脚巻鉄心変圧器。

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