TWI582805B - Static induction electrical appliances - Google Patents
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Description
本發明係關於靜止感應電器，尤其關於改善因鐵心的激磁振動所致之噪音減低構造的靜止感應電器。
以往，變壓器或電抗器等靜止感應電器係由以下概略構成：由將由金屬等磁性材料所成之電磁鋼板積層而成的鐵心腳及鐵心磁軛而成的鐵心；將前述鐵心磁軛與鐵心腳的接合部，透過絕緣材料而以電磁鋼板的積層方向緊固的鐵心緊固金屬零件；及在前述鐵心腳的周圍隔著絕緣距離配置有1個以上的繞組、絕緣筒、直線間隔件，將前述鐵心、繞組、絕緣筒、直線間隔件收納在以冷卻絕緣媒體充滿的內部的儲箱(tank)。
上述鐵心磁軛為確保絕緣，沿著鐵心磁軛的積層面配置以絕緣材料構成的絕緣板，透過絕緣板，藉由鐵心緊固金屬零件予以緊固。在絕緣板係將以纖維素為主成分的牛皮紙漿等纖維為原料，使用將纖維進行抄紙、積層、壓縮而形成為板狀的加壓板等。此外，鐵心緊固金屬零件係使用鐵製或不銹鋼製者。
例如，在專利文獻1所記載之低噪音變壓器係揭示在與鐵心相接觸的絕緣板與鐵心緊固金屬零件之間配置橡膠薄片等防振材。
[專利文獻1]日本特開平8-45751號公報
對靜止感應電器之低噪音化的要求自以往即有，但是受到居住環境意識高漲及2001年國際電氣標準會議(IEC)中變壓器通電時的噪音規格化，近年來尤其對低噪音化的關心不斷提高。
以靜止感應電器的噪音的主要者而言，有鐵心的激磁噪音，鐵心的振動成為原因。鐵心的振動主要基於因電磁鋼板的磁性應變及鐵心接合部的磁通量的越過所致之電磁鋼板間的磁性吸引力所致。
分別在圖18顯示習知之變壓器鐵心的全體、在圖19顯示習知之變壓器鐵心的接合部。
如該圖所示，變壓器鐵心1係將電磁鋼板2進行積層的構造，為了在變壓器鐵心1呈豎立的狀態下保持該構造，必須以鐵心緊固金屬零件3朝電磁鋼板2的積
層方向緊固。此時，磁性應變係在變壓器鐵心1的電磁鋼板2的磁通量流通的方向(壓延方向)發生，因變壓器鐵心1的接合部的磁性吸引力所致之振動係在電磁鋼板2的積層方向發生。
上述因磁性應變所致之加振力成為下述數1。
[數1]F
s
=εES
在此，Fs為因磁性應變所致之加振力、ε為磁性應變、E為電磁鋼板2的壓延方向的楊氏模量(Young’s modulus)、S為變壓器鐵心1的剖面積。
另一方面，上述變壓器鐵心1的接合部的磁性吸引力成為下述數2。
在此，FE為變壓器鐵心1的接合部的磁性吸引力、B為磁通量密度、S為變壓器鐵心1的磁通量越過的部分的剖面積、μ0為變壓器鐵心1周圍的絕緣媒體的磁透率。為減低變壓器鐵心1的激磁噪音，必須要有減小上述Fs及FE的變壓器鐵心構造。
如圖18所示，如專利文獻1般之習知之變壓器鐵心1係在與鐵心2A相接觸的絕緣板5與鐵心緊固金屬零件3之間，例如配置橡膠薄片等彈性體的防振材4，
藉此可使鐵心2A的振動能量藉由防振材4變形而逸散，因此以減低傳達至鐵心緊固金屬零件3的振動的觀點來看，較為有效。
但是，變壓器由於由鐵心2A發生的熱在低負荷率時及高負荷率時為不同，因此在鐵心2A的近傍，有溫度差，在被配置在絕緣板5與鐵心緊固金屬零件3之間的防振材4會產生熱膨脹及熱收縮，此外，藉由因以鐵心緊固金屬零件3直接緊固防振材4所產生的防振材4的永久應變，在防振材4與鐵心緊固金屬零件3或防振材4與絕緣板5之間會產生空隙，因此為更進一步減低鐵心激磁噪音，必須要有僅不緊固防振材4，而可規定防振材4的厚度的鐵心緊固金屬零件3的構成。
本發明係鑑於上述情形而完成者，其目的在提供鐵心振動衰減性優異且可減低鐵心激磁噪音的靜止感應電器。
本發明之靜止感應電器係為達成上述目的，其特徵為：具備有：由積層電磁鋼板而形成的複數鐵心腳、及積層電磁鋼板而形成且接合前述複數鐵心腳的鐵心磁軛而成的鐵心；將前述鐵心磁軛與前述鐵心腳的接合部，以前述電磁鋼板的積層方向緊固固定的鐵心緊固金屬零件；繞組；儲箱；及被設置在前述鐵心緊固金屬零件與前述鐵心磁軛之間的絕緣板，在位於前述鐵心腳與前述鐵
心磁軛的接合部的前述絕緣板設有凹狀的凹陷部或切口部，且在該凹狀的凹陷部或切口部配置有防振材，或者，若為例如三相3腳的鐵心，在位於前述鐵心磁軛與中央及左右的前述鐵心腳的各個的接合部的前述絕緣板設有凹狀的凹陷部或切口部，且在該凹狀的凹陷部或切口部配置有防振材。
藉由本發明，可得鐵心振動衰減性優異且可減低鐵心激磁噪音的靜止感應電器。
1‧‧‧變壓器鐵心
2‧‧‧電磁鋼板
2A‧‧‧鐵心
3‧‧‧鐵心緊固金屬零件
4、10‧‧‧防振材
5‧‧‧絕緣板
6‧‧‧鐵心腳
7‧‧‧鐵心磁軛
8‧‧‧夾具
9‧‧‧鐵心腳與鐵心磁軛的接合部
11‧‧‧絕緣紙
12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g、12h‧‧‧凹陷部或切口部
圖1係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例1的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖2係本發明之實施例1之變壓器中之凹陷部或切口部的放大圖。
圖3係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例2的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖4係本發明之實施例2之變壓器中之凹陷部或切口部的放大圖。
圖5係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例3的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖6係本發明之實施例3之變壓器中之凹陷部或切口
部的放大圖。
圖7係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例4的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖8係本發明之實施例4之變壓器中之凹陷部或切口部的放大圖。
圖9係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例5的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖10係本發明之實施例5之變壓器中之凹陷部或切口部的放大圖。
圖11係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例6的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖12係本發明之實施例6之變壓器中之凹陷部或切口部的放大圖。
圖13係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例7的變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖14係本發明之實施例7之變壓器中之凹陷部或切口部的放大圖。
圖15係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例8的變壓器中之鐵心磁軛端部的鐵心磁軛與鐵心腳的接合部的放大圖。
圖16係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例9的變壓器的沿著圖1的x-x’線的剖面圖。
圖17係顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例10的變壓器的沿著圖3的y-y’線、或圖5的z-z’線的剖面
圖。
圖18係顯示習知之變壓器的鐵心構造的模式圖。
圖19係剖面顯示習知之變壓器的鐵心構造的上方的模式圖。
以下根據圖示之實施例，說明本發明之靜止感應電器。其中，符號與習知為相同者係使用相同符號。
在圖1及圖2中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例1的變壓器。本實施例中的變壓器的構成係鐵心上部磁軛與下部磁軛為上下對稱的相同構造，而且與上述習知之變壓器的構成大致相同，因此在此省略詳細說明。
如該圖所示，例如，若為三相3腳的油浸式變壓器，本實施例之變壓器中之變壓器鐵心1係由鐵心腳6、及鐵心上部磁軛7所成，在鐵心腳6的周圍被捲繞未圖示之內側繞組，在內側繞組的周圍隔著絕緣空間，捲繞有未圖示之外側繞組。絕緣空間部分係由未圖示之直線間隔件、未圖示之絕緣筒、未圖示之絕緣紙所構成，其全體被收納在未圖示之被絕緣媒體所充滿的變壓器箱內。此時，鐵心磁軛7係透過絕緣板5，藉由鐵心緊固金屬零件3及夾具8被緊固。
接著，在本實施例中，如圖2所示，在中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9中位於鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分的絕緣板5，設置形成為矩形狀的凹狀的凹陷部或切口部12a，在該凹狀的凹陷部或切口部12a，以矩形狀配置有防振材10。
上述凹狀的凹陷部或切口部12a係藉由將絕緣板5進行壓製或以切刀等進行切取而形成。
此外，被配置在上述凹狀的凹陷部或切口部的防振材10的厚度係以上述絕緣板以上為宜。
此外，防振材10係由未含有可塑劑的高分子材料所構成，以高分子材料構成的防振材10係以不會溶解在未含有可塑劑且被充滿在變壓器箱內的絕緣媒體為宜，例如若絕緣媒體為礦油，以含氟橡膠、矽橡膠等為佳。
此外，亦可在以高分子材料構成的防振材10與鐵心磁軛7之間，設置以平均每1枚的厚度為50~150μm的牛皮紙漿或醯胺纖維為原料的牛皮紙、醯胺紙等絕緣紙。
此外，絕緣紙的密度係以比絕緣板5的密度為更低密度為宜。更具體而言，絕緣紙的密度以1.35g/cm3以下為宜，更宜為以絕緣紙的密度為0.80~1.00g/cm3為佳。
此外，絕緣紙的相對介電係數係以比絕緣板5
的相對介電係數為更低介電係數為宜。更具體而言，絕緣紙以充滿在變壓器箱內的絕緣媒體予以含浸的狀態下的相對介電係數以80℃下為5.1以下為宜，更宜為絕緣紙的相對介電係數係以80℃下為2.1~3.2為佳。此外，絕緣紙亦可含有牛皮紙漿、醯胺纖維之雙方。
藉由如上所示之本實施例的構成，變壓器箱內的溫度在低負荷率時及高負荷率時為不同，即使在變壓器鐵心1的近傍有溫度變化，亦不會有在被配置在絕緣板5與鐵心緊固金屬零件3之間的防振材10產生因熱膨脹及熱收縮所致之空隙的情形，此外，直接以鐵心緊固金屬零件3僅緊固防振材10的情形消失，並不會有因防振材10的永久應變所致之在防振材10與鐵心緊固金屬零件3或防振材10與絕緣板5之間產生空隙的情形，因此，可得鐵心振動衰減性優異且可減低鐵心激磁噪音的變壓器。
在圖3及圖4中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例2的變壓器。
該圖所示之本實施例係被設在中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9中位於鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分的絕緣板5的凹狀的凹陷部或切口部12b，以與鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分相重疊的方式，形成為人字形狀，在形
成為該人字形狀的凹陷部或切口部12b內，以人字形狀配置有防振材10。此外，在下部磁軛中係形成為上下相反形狀。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得與實施例1相同的效果。
在圖5及圖6中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例3的變壓器。
該圖所示之本實施例係鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9中之鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分被形成為倒V字形狀，在位於該倒V字形狀的鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9的絕緣板5，設有形成為矩形狀的凹狀的凹陷部或切口部12c，在形成為矩形狀的凹陷部或切口部12c內，以矩形狀配置有防振材10。
此外，在未圖示之下部磁軛中，電磁鋼板相疊合的部分被形成為Y字形狀，在位於該V字形狀的鐵心磁軛與中央的鐵心腳的接合部的絕緣板，設有形成為矩形狀的凹狀的凹陷部或切口部，在形成為矩形狀的凹陷部或切口部內，以矩形狀配置有防振材。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得
與實施例1相同的效果。
在圖7及圖8中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例4的變壓器。
該圖所示之本實施例係設在中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9中位於鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分的絕緣板5的凹狀的凹陷部或切口部12d形成為倒V字形狀，在形成為該倒V字形狀的凹陷部或切口部12d內，以倒V字形狀配置有防振材10。
此外，在未圖示之下部磁軛中，凹狀的凹陷部或切口部被形成為V字形狀，在形成為該V字形狀的凹陷部或切口部內，以V字形狀配置有防振材。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得與實施例1相同的效果。
在圖9及圖10中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例5的變壓器。
該圖所示之本實施例係鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7
的接合部9中之鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分形成為倒Y字形狀，在位於該倒Y字形狀的鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9的絕緣板5，設有形成為矩形狀的凹狀的凹陷部或切口部12e，在形成為矩形狀的凹陷部或切口部12e內，以矩形狀配置有防振材10。
此外，在未圖示之下部磁軛中，電磁鋼板相疊合的部分被形成為Y字形狀，在位於該Y字形狀的鐵心磁軛與中央的鐵心腳的接合部的絕緣板，設有形成為矩形狀的凹狀的凹陷部或切口部，在形成為矩形狀的凹陷部或切口部內，以矩形狀配置有防振材。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得與實施例1相同的效果。
在圖11及圖12中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例6的變壓器。
該圖所示之本實施例係鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9中之鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分被形成為倒Y字形狀，在位於該倒Y字形狀的鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9的絕緣板5，設有形成為倒Y字形狀的凹狀的凹陷部或切口部
12f，在形成為倒Y字形狀的凹陷部或切口部12f內，以倒Y字形狀配置有防振材10。
此外，在未圖示之下部磁軛中，凹狀的凹陷部或切口部被形成為Y字形狀，以Y字形狀配置有防振材。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得與實施例1相同的效果。
在圖13及圖14中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例7的變壓器。
該圖所示之本實施例係鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9，亦即中央的鐵心腳6與鐵心磁軛7的接合部9中之鐵心腳6的電磁鋼板與鐵心磁軛7的電磁鋼板相疊合的部分被形成為倒V字形狀，在位於該倒V字形狀的鐵心磁軛7與中央的鐵心腳6的接合部9的絕緣板5，形成為矩形狀的凹狀的凹陷部或切口部12g設有複數個(在本實施例中為3處)，在形成為倒V字形狀的複數個凹陷部或切口部12g內，以倒V字形狀配置有防振材10。
此外，在未圖示之下部磁軛中，凹狀的凹陷部或切口部被形成為V字形狀，以V字形狀配置有防振材。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得
與實施例1相同的效果。
在圖15中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例8的變壓器。
該圖所示之本實施例係除了在上述實施例1至實施例7中所說明之設在鐵心磁軛7的中央部的凹狀的凹陷部或切口部12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g之外，在鐵心磁軛7的左右兩端之鐵心磁軛7與鐵心腳6的接合部9，亦設置與在實施例1至實施例6中所說明之凹狀的凹陷部或切口部12a、12b、12c、12d、12e、12f、12g為相同構造的凹狀的凹陷部或切口部12h，在該凹陷部或切口部12h配置有防振材10者。
亦即，形成在鐵心磁軛7的左右兩端之鐵心磁軛7與鐵心腳6的接合部9的凹狀的凹陷部或切口部12h係被形成為矩形狀，在形成為該矩形狀的凹陷部或切口部12h內配置有防振材10。此外，在下部磁軛中係形成為上下相反形狀。其他構成與實施例1相同。
即使為如上所示之本實施例的構成，亦可得與實施例1相同的效果。
在圖16中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例9的變壓器。圖16係沿著圖1之x-x’線的剖面。
該圖所示之本實施例的特徵在於在鐵心磁軛7與絕緣板5及防振材10之間設置絕緣紙11。該絕緣紙11係由以牛皮紙漿或醯胺纖維為原料的牛皮紙或醯胺紙所成、或者含有牛皮紙漿及醯胺纖維之雙方而構成。
即使為如上所示之本實施例的構成，當然亦可得與實施例1相同的效果，藉由絕緣紙11，變壓器鐵心的振動更加被減低。
在圖17中顯示作為本發明之靜止感應電器的實施例10的變壓器。圖17係沿著圖3的y-y’線的剖面、或沿著圖5的z-z’線的剖面。
該圖所示之本實施例的特徵在於在鐵心磁軛7與絕緣板5及防振材10之間設置絕緣紙11。該絕緣紙11係由以牛皮紙漿或醯胺纖維為原料的牛皮紙或醯胺紙所成、或者含有牛皮紙漿及醯胺纖維之雙方而構成。
即使為如上所示之本實施例的構成，當然亦可得與實施例1相同的效果，藉由絕緣紙11，變壓器鐵心的振動更加被減低。
其中，本發明包含各種變形例，而非限定於上述實施例。例如，上述實施例係為易於瞭解本發明而詳細說明者，並非為被限定於具備所說明之全部構成者。此外，可將某實施例的構成的一部分置換成其他實施例的構成，此外，亦可在某實施例的構成追加其他實施例的構
成。此外，針對各實施例的構成的一部分，可進行其他構成的追加、刪除、置換。
1‧‧‧變壓器鐵心
3‧‧‧鐵心緊固金屬零件
5‧‧‧絕緣板
6‧‧‧鐵心腳
7‧‧‧鐵心磁軛
8‧‧‧夾具
12a‧‧‧凹陷部或切口部
Claims (10)
- 一種靜止感應電器，其特徵為：具備有：由積層電磁鋼板而形成的複數鐵心腳、及積層電磁鋼板而形成且接合前述複數鐵心腳的鐵心磁軛而成的鐵心；將前述鐵心磁軛與前述鐵心腳的接合部，以前述電磁鋼板的積層方向緊固固定的鐵心緊固金屬零件；繞組；儲箱；及被設置在前述鐵心緊固金屬零件與前述鐵心磁軛之間的絕緣板，在位於前述鐵心腳與前述鐵心磁軛的接合部的前述絕緣板設有凹狀的凹陷部或切口部，且在該凹狀的凹陷部或切口部配置有防振材。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述凹狀的凹陷部或切口部係被設在前述鐵心腳與前述鐵心磁軛的接合部中之前述鐵心腳的電磁鋼板與前述鐵心磁軛的電磁鋼板相疊合的部分。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述凹狀的凹陷部或切口部係被形成為矩形狀，在形成為該矩形狀的前述凹陷部或切口部內配置有前述防振材。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述凹狀的凹陷部或切口部係在上磁軛形成為人字、在下磁軛形成為倒人字形狀，在形成為該人字及倒人字形狀的前述凹陷部或切口部內配置有前述防振材。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述凹狀的凹陷部或切口部係在上磁軛形成為倒V字、在 下磁軛形成為V字形狀，在形成為該倒V字及V字形狀的前述凹陷部或切口部內配置有前述防振材。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述鐵心磁軛與中央的前述鐵心腳的接合部在上磁軛形成為倒Y字、在下磁軛形成為Y字形狀，在該倒Y字及Y字形狀的前述鐵心磁軛與中央的前述鐵心腳的接合部，設有形成為矩形狀的前述凹狀的凹陷部或切口部，在形成為該矩形狀的前述凹陷部或切口部內配置有前述防振材。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述鐵心磁軛與中央的前述鐵心腳的接合部在上磁軛形成為倒Y字、在下磁軛形成為Y字形狀，在該倒Y字及Y字形狀的前述鐵心磁軛與中央的前述鐵心腳的接合部，設有形成為倒Y字形狀的前述凹狀的凹陷部或切口部，在形成為該倒Y字形狀的前述凹陷部或切口部內配置有前述防振材。
- 如申請專利範圍第1項之靜止感應電器，其中，前述鐵心磁軛與中央的前述鐵心腳的接合部在上磁軛形成為倒V字、在下磁軛形成為V字形狀，在該倒V字及V字形狀的前述鐵心磁軛與中央的前述鐵心腳的接合部，設有形成為矩形狀的前述凹狀的凹陷部或切口部，在形成為該矩形狀的前述凹陷部或切口部內配置有前述防振材。
- 如申請專利範圍第8項之靜止感應電器，其中，前述矩形狀的凹陷部或切口部係設有複數個。
- 一種靜止感應電器，其特徵為： 具備有：由積層電磁鋼板而形成的複數鐵心腳、及積層電磁鋼板而形成且接合前述複數鐵心腳的鐵心磁軛而成的鐵心；將前述鐵心磁軛與前述鐵心腳的接合部，以前述電磁鋼板的積層方向緊固固定的鐵心緊固金屬零件；在前述鐵心腳的周圍隔著絕緣距離配置有至少1個繞組、絕緣筒、直線間隔件，將前述鐵心、繞組、絕緣筒、直線間隔件收納在以絕緣媒體充滿的內部的儲箱；及被設置在前述鐵心緊固金屬零件與前述鐵心磁軛之間的絕緣板，在位於前述鐵心磁軛與中央及左右的前述鐵心腳的各個的接合部的前述絕緣板設有凹狀的凹陷部或切口部，且在該凹狀的凹陷部或切口部配置有防振材。
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