JP3664900B2 - 変圧器鉄心及びその製造方法 - Google Patents
変圧器鉄心及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3664900B2 JP3664900B2 JP34499398A JP34499398A JP3664900B2 JP 3664900 B2 JP3664900 B2 JP 3664900B2 JP 34499398 A JP34499398 A JP 34499398A JP 34499398 A JP34499398 A JP 34499398A JP 3664900 B2 JP3664900 B2 JP 3664900B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- winding
- wound
- unit
- element group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高透磁率,低損失の非晶質磁性合金薄帯を用いて構成した1ターンカット方式の巻鉄心型の変圧器鉄心とこの変圧器鉄心の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、配電用変圧器等に使用する巻鉄心型の変圧器鉄心には、高透磁率,低損失の鉄心材料として従来のけい素鋼帯に代え非晶質磁性合金薄帯(以下、磁性薄帯という)を用いた変圧器鉄心が種々実用化されている。前記磁性薄帯は、これまでのけい素鋼帯と比較して鉄損及び励磁電流が非常に小さく優れた磁気特性を備えており、変圧器の鉄心材料としては最適であると言われている。
【0003】
然るに、前記磁性薄帯は、その製法上の関係から従来のけい素鋼帯と同じ厚さで製造することが難しく、しかも、その板厚はけい素鋼帯の約1/10と極端に薄く、かつ、非常に脆い性質を有している。そして、前記磁性薄帯を用いて1ターンカット方式の巻鉄心型の変圧器鉄心を製造する場合は、例えば、けい素鋼帯と同様に巻鉄心の最内周の周長を基準として、これに2πt(tは磁性薄帯の板厚)の寸法分だけ順次長くして1枚づつ切断し、これを巻回積層して1ターンカット方式の変圧器鉄心を製造することが考えられる。しかし、前記の製造方法においては、非常に薄い磁性薄帯を1枚づつ所要の長さに切断し、これを、例えば、突き合せ接合しながら巻回積層することは、非常に作業効率が悪く、この種鉄心の生産性を阻害する大きな要因となっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このため、最近では前記の点を考慮して、例えば、実公昭63−28589号公報に記載されているように、複数のドラムから巻戻された帯状の磁性薄帯を複数枚(5〜20枚)積層し、これを所要の長さ寸法づつ切断装置のところまで移送して切断し、複数枚の磁性薄帯からなる単位鉄心素板を設け、つづいて、前記同様に複数枚積層した磁性薄帯を、前の単位鉄心素板の長さ寸法に2πt’(t’は単位鉄心素板の積厚)の寸法分だけ長くして切断装置まで送って切断することにより、次層の単位鉄心素板を設ける。このように、複数枚積層した帯状の磁性薄帯を所定の寸法分だけ順次長くして切断して単位鉄心素板を設け、これら単位鉄心素板を複数層階段状に積層して1ブロック分の鉄心素体群を形成する。
【0005】
そして、前記所要数の鉄心素体群を順次鉄心巻回装置により円形に巻回することにより、例えば、図7で示すように、各鉄心素体群1,2,3の単位鉄心素板1a〜1c,2a〜2d,3a〜3eの両端をそれぞれ突き合せ接合(バットジョイント)させて環状鉄心Cを形成する。そして、前記鉄心素体群1,2,3の巻回に際しては、図9で示すように、巻回軸6と共動回転可能に止着されて鉄心の内周面と同一の外周面を備えた円筒状の巻取枠7の外周にエンドレス状の巻込みベルト8を巻掛け、この巻込みベルト8にローラ部9,9aを回転可能に支承させて構成した巻取枠駆動装置10の前記巻取枠7の回転を停止させた状態で、巻込みベルト8と巻取枠7との間に、図9で示す如く鉄心素体群1を、最下段の単位鉄心素板1aが巻取枠7の外周面側に位置するようにさせてその端部から挿入する。
【0006】
次いで、巻込みベルト8を回動させて巻取枠7の外周面に図10で示す如く、鉄心素板群1を巻回する。以下、各鉄心素体群2,3を同様にして巻回することにより、環状鉄心Cを形成する。なお、実公昭63−28589号公報に示されている鉄心は、単位鉄心素板1a〜1c,2a〜2d,3a〜3eの両端を、各鉄心素体群1,2,3毎に重ね合せながら接合して環状鉄心Cを形成するものである。
【0007】
前記のようにして環状に巻回した環状鉄心Cは、図示しない成形治具を用いて図8に示すように、矩形状に成形加工した後焼鈍処理を行って巻鉄心型の変圧器鉄心Dを得る。この変圧器鉄心Dの場合、即ち、変圧器鉄心Dを構成する各単位鉄心素板1a〜1c,2a〜2d,3a〜3e両端の接合部(継目)11,21,31はバットジョイント方式で形成されており、しかも、各鉄心素体群1,2,3を形成する各単位鉄心素板1a〜1c,2a〜2d,3a〜3eが、それぞれ複数枚の磁性薄帯を積層したものを用いて変圧器鉄心Dを製造する方式が採用されているので、変圧器鉄心Dの生産性向上がはかれるとともに、その積厚寸法は、接合部11,21,31部分を有する継鉄部と、接合部11,21,31を有しない他の継鉄部,脚鉄部とが同一積厚寸法となるため、変圧器鉄心Dが大形化するのを良好に防ぐことができる。
【0008】
一方、前記変圧器鉄心Dはその接合部11,21,31をバットジョイント方式で製造する場合、図10で示すように、鉄心素体群1を巻取枠7に巻回すると、巻取枠7に巻回された鉄心素体群1は巻込みベルト8の押圧力により、各単位鉄心素板1a〜1cの両端がその接合位置において接合されるものの、次層以降の鉄心素体群2,3を順次巻回すると、各層の鉄心素体群1,2,3は前層と次層との鉄心素体群との間において、ずれやたるみが生じる場合がある。
【0009】
前記巻回された各鉄心素体群1,2,3の各単位鉄心素板1a〜1c,2a〜2d,3a〜3e間を密着させて各鉄心素体群1,2,3の層間のたるみを生じさせないようにするには、各単位鉄心素板1a〜3eを正規の1ターン分の巻回長さ寸法よりやや短くした長さ寸法で切断して形成すればよいが、各接合部11,21,31には必然的にギャップが生じる。この場合のギャップ長は、各単位鉄心素板1a〜3eの切断長さの調整及び巻回精度を考慮に入れると、1〜数mmとするのが一般的である。
【0010】
しかし、前記各単位鉄心素板1a〜3e両端の接合部11,21,31に前記のギャップが生じると、例えば、図11に示すように、鉄心素体群3の各単位鉄心素板3a〜3eの各接合部31を流れる磁束Φ1〜磁束Φ5のうち、例えば、図11で示す鉄心素体群3内の各接合部31を流れる磁束Φ2〜磁束Φ4(磁束Φ1,Φ5はΦ2〜Φ4と同様であるが、図11に接合部が記載されていないので説明は省略する)は、閉磁気回路を形成するために磁気抵抗の高い(透磁率の低い)接合部31のギャップ部gには流れず、磁気抵抗の低い(透磁率の高い)隣接する単位鉄心素板を経由して流れることになるため、各接合部31付近の磁束の流れが乱れて局部的に磁束密度が高くなり(飽和磁束密度に近づく)、この結果、バットジョイント方式により製造した変圧器鉄心Dは、励磁電流及び鉄損の増加を招き、鉄心特性を低下させるという問題があった。
【0011】
又、前記の欠点を解消するために、変圧器鉄心の接合部をバットジョイント方式から、前記の各単位鉄心素板の両端を、例えば、重ね合せ接合(ラップジョイント)方式を採用して変圧器鉄心(図示せず)を巻回形成することもできるが、この重ね合せ接合方式を採用した場合は、各単位鉄心素板の両端がそれぞれ重なり合って1つの閉磁気回路がそれぞれ形成されているので、前記バットジョイント方式に比べて励磁電流及び鉄損を軽減させる点で有利である反面、接合部自体が重合しているため、接合部が存在する変圧器鉄心の継鉄部は、接合部を有しない継鉄部及び脚鉄部に比べてその積厚寸法が増加することは避けられず、変圧器鉄心が大形化することはもとより、接合部を有する部位のみが極端に肥大化するため、巻取枠駆動装置により環状鉄心を巻回する際、鉄心自体がおむすび形となって円形に巻くことが難しく、実用に供するには問題があった。
【0012】
本発明は、前記の種々な問題点に鑑み、磁気特性は非常に優れているものの、鉄心材料としてはその取扱いが極めて困難な帯状の磁性薄帯を複数枚積層し、これを所要の長さ寸法づつ切断して設けた各単位鉄心素板を、所要数階段状に積層して1ブロック分の鉄心素体群を形成し、これら各鉄心素体群を、2種類の異なる巻回接合方式を用いて巻回形成することにより、鉄心特性に優れ、かつ、接合部を有する部位が接合部を有しない他の部位に比べて積厚寸法がやや大になる程度で1ターンカット方式の巻鉄心の巻回を可能とした変圧器鉄心とその製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、非晶質磁性合金薄帯を所定枚数積層し、かつ、これをそれぞれ所要の長さ寸法毎に順次切断して形成した複数の長さ寸法の異なる単位鉄心素板を、所定数階段状に積層して1ブロック分の鉄心素体群を形成し、これら鉄心素体群を、巻鉄心の窓内部側においてはオーバーステップラップ接合方式で巻回し、巻鉄心の窓外部側においては隙間解消用単位鉄心素板を介在させたステップラップ接合方式により巻回接合して、1ターンカット方式の巻鉄心を形成するようにしたことを特徴とする。
【0014】
請求項2記載の発明は、非晶質磁性合金薄帯を所定枚数積層し、かつ、これをそれぞれ所要の長さ寸法毎に順次切断して形成した複数の長さ寸法の異なる単位鉄心素板を、所要数階段状に積層して1ブロック分の鉄心素体群を形成する工程と、前記鉄心素体群をオーバーステップラップ接合方式にて所定層数巻回する工程と、前記オーバーステップラップ接合方式で巻回した巻鉄心の外側において前記単位鉄心素板を隙間解消用単位鉄心素板を介在させた状態でステップラップ接合方式により所定層数巻回する工程とにより、1ターンカット方式の巻鉄心を形成するようにしたことを特徴とする。
【0017】
本発明においては、磁性薄帯を複数枚積層して設けた長さ寸法が個々に異なる単位鉄心素板を、所要層数階段状に積層して形成した鉄心素体群を、2つの接合方式が異なる方法で巻回して1ターンカット方式の巻鉄心を形成するようにしたので、即ち、鉄心素体群を、オーバーステップラップ接合方式とステップラップ接合方式とを組合せて巻鉄心を巻回形成するようにしたので、鉄心特性(励磁電流,鉄損)を良好に向上させることができる。
【0018】
特に、巻鉄心の巻回に際し、鉄心の窓内部側をオーバーステップラップ接合方式で鉄心素体群を複数層巻回し、このオーバーステップ方式で巻回した鉄心の外側(鉄心の窓外部側)には、更に、ステップラップ接合方式で鉄心素体群を巻回して巻鉄心を形成することにより、更に、鉄心特性を向上させることが可能となる。しかも、2種類の接合方式により巻回する方式が採用されているので、巻鉄心は接合部を有する継鉄部が接合部を有しない他の部位に比べてわずかに積層寸法が大きくなるだけであるため、この種変圧器鉄心の大形化を良好に抑制することが可能となり至便である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図1ないし図5によって説明する。なお、図2ないし図5において、図7ないし図11に使用した符号と同一符号は同一部品を示す。図1は鉄心巻回装置の概略構成を示すもので、図中12はフープ材として帯状の非晶質磁性合金薄帯(以下、磁性薄帯という)13を所定の長さ分づつ巻戻しを行う巻戻し装置で、前記磁性薄帯13は図示しない電動機によって駆動するドラム14に巻取られている。なお、本実施例では磁性薄帯13を、例えば5枚重ねて切断する関係上、磁性薄帯13をフープ状に巻取ったドラム14を5個使用した例で説明するが、これに限定することなくフープ材を巻取ったドラム14を6〜20個程用意し、磁性薄帯13を6〜20枚同時に巻戻して積層するようにしてもよい。
【0020】
次に、前記各ドラム14から巻戻された磁性薄帯13は重合ローラ15により5層に積層されて、電動駆動する巻戻しローラ16により定量巻戻しされる。そして、前記巻戻しローラ16によって5枚積層した状態で巻戻しされた磁性薄帯13は、一対のガイドローラ17,18により一定の垂下寸法で垂下するループLを備えて次の電動駆動する送りローラ19側に送られる。
【0021】
そして、前記ループLを設定する場合は、例えば、ループLの最下端の位置に図示しない発光素子と受光素子とを設置し、磁性薄帯13があらかじめ設定されたループLの長さ分だけ垂下して、発光素子の光が磁性薄帯13に遮ぎられ受光素子に受光されなくなったとき、受光素子から送出される信号にてドラム14を駆動する電動機を一旦停止させて磁性薄帯13の巻戻しを中止し、逆に、磁性薄帯13が送りローラ19により切断装置20側に送られて、前記ループLの長さが短くなり、発光素子の光が受光素子に受光されると、ドラム14の電動機を再始動して磁性薄帯13の巻戻しを再開し、ループLの長さを再設定する。
【0022】
前記ループ状に弛ませた磁性薄帯13は、5枚積層した状態で次の切断装置20にて切断される長さ分だけ、送りローラ19にて順次載置台22上に給送される。載置台22上を一定の長さ給送された磁性薄帯13は、可動カッタaと固定カッタbとからなる切断装置20により切断されて、単位鉄心素板1a(図5参照)を形成する。なお、送りローラ19により載置台22上に給送される磁性薄帯13の送り長さは、例えば、鉄心巻回装置のコントローラCTからの指令信号を受けて送りローラ19の電動機M1 の回転数を駆動制御することにより設定されている。又、前記コントローラCTは送りローラ19の他に、可動,固定カッタa,bを備えた切断装置20及び送りローラ19のローラ押圧手段(例えば、シリンダ)23、更に、磁性薄帯13を巻戻すための巻戻しローラ16の電動機M2 も駆動制御するように構成されている。
【0023】
次に、図1において24は巻取枠駆動装置を示すもので、所定寸法の長さに切断された磁性薄帯13を巻取る巻取枠25と、この巻取枠25を巻込みベルト26を介して駆動回転させる電動機27と、前記巻込みベルト26を回転移動可能に架張するために配設した複数のガイドローラ28と、巻込みベルト26に一定の張力を常時付与するためのシリンダ29とによって構成されている。
【0024】
つづいて、変圧器鉄心を巻回する場合について説明する。ドラム14に巻取られている磁性薄帯13は、それぞれ図示しないドラム駆動用電動機、及びコントローラCTからの指令信号により巻戻しローラ16の電動機M2 をそれぞれ駆動して定量巻戻しを行う。前記巻戻しされた磁性薄帯13はそれぞれ重合ローラ15により5枚重ねに積層された状態で巻戻され、電動機M2 の駆動と同時にコントローラCTからの指令信号にて駆動する電動機M1 によって前記積層された磁性薄帯13を載置台22上に定量給送する。磁性薄帯13が定量給送されたら、磁性薄帯13の巻戻し及び給送作業は一旦中断(電動機M1 ,M2 の駆動をコントローラCTからの指令信号にて停止させる)する。
【0025】
前記磁性薄帯13の給送が停止すると、コントローラCTからの指令信号によって、ローラ押圧手段23を作動させて磁性薄帯13を送りローラ19,19間にて挟持すると同時に、切断装置20を駆動して前記載置台22に定量給送された磁性薄帯13を切断し、鉄心の最内周となる5枚1組の単位鉄心素板1aを形成する。
【0026】
本実施例では磁性薄帯13を5枚積層したものを切断して単位鉄心素板1aを形成する場合を説明したが、例えば、磁性薄帯13を20枚積層して切断したり、あるいは、5枚積層した磁性薄帯13を同一長さ寸法で4〜6回給送して切断することにより、同一長さ寸法の磁性薄帯13を20〜30枚積層した単位鉄心素板1aを形成するようにしてもよい等、1組の単位鉄心素板1aの積層枚数は、前記任意の手段によって磁性薄帯13の積層枚数を設定すればよい。なお、本発明の実施例においては、以後の説明の関係から、5枚積層した磁性薄帯13を同一長さ寸法で6回切断して、30枚を1組とした単位鉄心素板1aを磁性薄帯13により形成した場合について説明する。
【0027】
次に、磁性薄帯13を送りローラ19により順次給送して図2に示す変圧器鉄心を構成する第1〜第5の鉄心素体群1,2,3,4,5を形成する場合について説明する。前記各鉄心素体群1,2,3,4,5は、図5(a)〜(c)でその概要を示すように、所要数の単位鉄心素板1a〜1d,4a〜4d,5a〜5dを具備して形成されている。最初に、図5(c)で示す第1の鉄心素体群1を形成する場合について説明する。第1の鉄心素体群1は4個の単位鉄心素板1a〜1dからなり、これら単位鉄心素板1a〜1dは次のようにして形成する。即ち、単位鉄心素板1aは変圧器鉄心の最内周に配置されるもので、送りローラ19にて給送された5枚重ねの磁性薄帯13の先端を切断装置20の切断位置からL1 の距離給送して切断することにより得られる。(但し、L1 =L+s+(n−1)2πt’であり、ここで、Lは鉄心の内周長さ、sは単位鉄心素板の端部を重合させるためのラップ幅、t’は単位鉄心素板の積厚、nは単位鉄心素板等の巻回数を示すものである。)
【0028】
このため、第1の鉄心素体群1における最初の単位鉄心素板1aを形成するには、磁性薄帯13を送りローラ19にて、1a=L+s+(1−1)2πt’の長さ分だけ給送して切断することにより得られる。つづいて、第2層目の単位鉄心素板1bは、1b=L+s+(2−1)2πt’,第3層目の単位鉄心素板1cは、1c=L+s+(3−1)2πt’第4層目は、1d=L+S+s+(4−1)2πt’の寸法分だけ、磁性薄帯13を送りローラ19により給送して、切断することによって得ることができる。
【0029】
前記のように、磁性薄帯13を切断して単位鉄心素板1a〜1dを形成するには、その切断寸法長さ、切断回数、切断時点は事前にコントローラCTに設定したプログラムによって実行される。即ち、単位鉄心素板1aの場合は、コントローラCTからの指令信号により、電動機M1 を単位鉄心素板1aの長さに相当する時間だけ駆動し、磁性薄帯13を送りローラ19によりあらかじめプログラム設定されている長さ寸法分だけ給送し、このあと、電動機M1 を停止し、つづいて、コントローラCTからの指令信号にて切断装置20を駆動して5枚1組の単位鉄心素板1aを切断する。
【0030】
本実施例の場合は前記磁性薄帯13の送込み、切断動作をあと5回繰り返して所要長さの磁性薄帯13を30枚積層した単位鉄心素板1aを形成するもので、次層以外の各単位鉄心素板1b〜1dも前記同様に、磁性薄帯13を事前にプログラム設定された切断長さで所定枚数切断して、第1の鉄心素体群1を構成する4組の単位鉄心素板1a〜1dを形成するものである。
【0031】
そして、所要の長さ寸法に切断された4つの単位鉄心素板1a〜1dは図5(c)で示すように、最内周の単位鉄心素板1aを最上部に位置させた状態で階段状に順次積層して第1の鉄心素体群1を形成する。このあと、第1の鉄心素体群1は巻取枠駆動装置24に送出する。この際、磁性薄帯13の巻戻し、送出し、切断を行うための電動機M1 ,M2 及びローラ押圧手段23,切断装置20の各動作はコントローラCTからの指令信号によりその駆動を停止している。従って、前記巻取枠駆動装置24に送出された第1の鉄心素体群1は、変圧器鉄心の最内周となる単位鉄心素板1aを巻取枠25の外周面に位置させ、この状態で、電動機27の起動により巻込みベルト26を駆動して巻取枠25を回転させることにより、図4で示すように、巻取枠25の外周面に第1の鉄心素体群1を円形に巻回する。
【0032】
このとき、第1の鉄心素体群1を構成する各単位鉄心素板1a〜1dの接合部11は、前記単位鉄心素板1a〜1dの各切断端に隣接する内周側と外周側の各単位鉄心素板の切断端同志が、所定のラップ幅sにより重合された状態で突き合されて図2に示すように、鉄心素体群1の周方向に分散した状態で配置される。そして、前記載置台22上の第1の鉄心素体群1を巻回したら、磁性薄帯13を再び巻戻して第2の鉄心素体群2を形成する。
【0033】
この第2の鉄心素体群2を設ける場合は、基本的には第1の鉄心素体群1を形成したときと同様に単位鉄心素板2a〜2dをそれぞれ所要の長さ寸法で切断し、これを階段状に積層することによって形成する。そして、この第2の鉄心素板群2を第1の鉄心素板群1の外周において、巻回する場合は、前記第1の鉄心素体群1のそれぞれの巻始め位置と合致させて巻回する。前記のようにして第2の鉄心素体群2を巻回することにより、第1の鉄心素体群1の巻終り端(単位鉄心素板1dの終端)側と、第2の鉄心素体群2の巻始め端(単位鉄心素板2aの始端)側との間で図2に示すように、各端縁において一対の楔状の隙間P1 ,P2 が生じる。
【0034】
即ち、前記隙間P1 ,P2 は、第1の鉄心素体群1の巻終り位置の外側に、第2の鉄心素体群2の巻始め位置を乗載して巻回することによって生じるものであり、これら隙間P1 ,P2 が生じるように巻回する方式を、一般にオーバーステップラップ接合方式という。本発明においては、第3の鉄心素体群3も図2に示すように、前記第2の鉄心素体群2と同様にしてオーバーステップラップ接合方式で巻回する。前記オーバーステップラップ接合方式による各鉄心素体群1,2,3の巻回作業は、図2のように鉄心の窓内部側から順次行うことは言うまでもない。この結果、オーバーステップラップ接合方式での巻回に際しては、必ず巻回端において隙間P1 〜P4 が生じることになる。
【0035】
前記のように、各鉄心素体群1〜3をオーバーステップラップ接合方式で巻回を進めると、前記隙間P1 〜P4 の発生に伴い、各鉄心素体群1〜3における単位鉄心素板の接合部11(図2に1ケ所のみ表示した。この接合部11は、磁性薄帯13を複数枚積層して形成した単位鉄心素板1,2,3のように、それぞれの巻始端と巻終り端とを直接接合するのではなく、前記巻始め端と巻終り端とをラップ(重合)して巻回する関係上、前記接合部11の部位には、次層の単位鉄心素板との間で小間隙が生じやすく、図2ではこれを強調する意味で接合部11を画いた)を有する部位は、接合部11を有しない他の部位に比べて隙間P1 〜P4 が生じる分だけ積厚寸法が厚くなる。
【0036】
従って、第4の鉄心素体群4を形成する場合は、図5(b)で示すように、最初に鉄心素体群3の最終の単位鉄心素板3dの終端と第4の鉄心素体群4の最初の単位鉄心素板4aの始端とを突き合せ接合するための隙間解消用単位鉄心素板4aを設け、この後、第4の鉄心素体群4を構成する3組の単位鉄心素板4b〜4dを形成するものである。
【0037】
そして、前記隙間解消用単位鉄心素板4aは、図2に示すように、各鉄心素体群1,2,3の単位鉄心素板とは異なり、重ね合せ部分を有しない長さに磁性薄帯13を切断して形成する。即ち、図2に示すように、前記隙間解消用単位素板4aは、その始端が磁性薄帯13を、他の単位鉄心素板と同様に5枚積層した状態で、鉄心素体群3の最外層を形成する単位鉄心素板3dの終端と突き合せ接合させ、かつ、終端は鉄心素体群3の最内層を形成する単位鉄心素板3aの始端と一致する位置まで巻回できる長さ寸法で切断するものである。
【0038】
前記のように、第4の鉄心素体群4は隙間解消用単位鉄心素板4aを切断したら、残りの単位鉄心素板4b〜4dを各鉄心素体群1,2,3を構成する単位鉄心素板と同様に磁性薄帯13を所要の長さ寸法で順次切断して形成する。そして、隙間解消用単位鉄心素板4aを図5(b)に示す如く、最上部に位置させ、以下単位鉄心素板を4b→4c→4dの順で積層することにより第4の鉄心素体群4の鉄心素体群4を形成する。この場合、各単位鉄心素板4b〜4d及び隙間解消用単位鉄心素板4aの積層枚数は、第1の鉄心素体群1と同様に磁性薄帯13を30枚積層して形成されている。
【0039】
前記第4の鉄心素体群4を形成したら、これを巻取枠駆動装置24に送出し、隙間解消用単位鉄心素板4aを鉄心素体群3の単位鉄心素板3dの外周面に位置させたら、電動機27を起動して巻込みベルト26を駆動し、第4の鉄心素体群4を第3の鉄心素体群3の外側において、巻込みベルト26との間に挟入することにより図2で示すように円形に巻回する。
【0040】
この結果、第4の鉄心素体群4と第3の鉄心素体群3とは、単位鉄心素板3dの終端と単位鉄心素板4bの始端とにそれぞれ接合4f,4gして介挿した隙間解消用単位鉄心素板4aの存在によって、隙間,ずれ,たるみ等を生じることなく円滑に巻回することができるとともに、第4の鉄心素体群4を構成する各単位鉄心素板4b〜4dは、それぞれの切断端が隣接する単位鉄心素板の切断端と所定のラップ幅により重合して突き合せ接合されているので、各単位鉄心素板4a〜4dの各接合部は、第1〜第3の鉄心素体群1,2,3と同様に特に大きな空隙を生ずることもなく円滑・良好に接合保持されている。前記第4の鉄心素体群4を、前層の鉄心素体群3との間で前記隙間P1 〜P4 を生じることなく巻回する方式をステップラップ接合方式という。
【0041】
次に、第5の鉄心素体群5を形成する場合は、前記第4の鉄心素体群4と同様にして形成するもので、最初に図5(a)で示すように、隙間解消用単位鉄心素板5aを設ける。この隙間解消用単位鉄心素板5a及び第5の鉄心素体群5を構成する各単位鉄心素板5b〜5dも基本的には、前記第4の鉄心素体群4と同様に磁性薄帯13を巻き戻して切断することにより形成する。
【0042】
前記第5の鉄心素体群5を形成したらこれを巻取枠駆動装置24に送り、第4の鉄心素体群4と巻込みベルト26との間から狭入することにより、第4の鉄心素体群4の外周に第5の鉄心素体群5を円形に巻回する。この第5の鉄心素体群5の巻回時も、第4の鉄心素体群4との間に隙間解消用単位鉄心素板5aが介挿されているので、この隙間解消用単位鉄心素板5aと単位鉄心素板4dの終端及び単位鉄心素板5bの始端との接合部5f,5gと各単位鉄心素板5b〜5dの各接合部は、ともに特別大きな空隙や前層の鉄心素体群4との間に隙間を生じることもなく良好に接合保持されて巻回される。この第5の鉄心素体群5も前層の鉄心素体群4と同様にステップラップ接合方式で巻回するものである。
【0043】
前記のように、所要数の鉄心素体群1〜nを巻回して環状鉄心Aを形成したら、この環状鉄心Aを図示しない成形用治具を用いて矩形状に成形する。このあと、矩形成形した鉄心の焼鈍処理を行なって、図3に示す巻鉄心型の変圧器鉄心Bを形成するものである。本発明の実施例で説明した変圧器鉄心Bは、図3で示すように、鉄心の窓内部側には3ブロックの鉄心素体群1,2,3をオーバーステップラップ接合方式で巻回し、鉄心の窓外部側は2ブロックの鉄心素体群4,5をステップラップ接合方式で巻回して形成されている。
【0044】
前記のように、変圧器鉄心Bの製作に当り、鉄心素体群1〜5を鉄心の窓内側はオーバーステップラップ接合方式で巻回し、窓外部側をステップラップ接合方式で巻回することは、鉄心特性の向上と鉄心の大形化を抑制することに他ならない。本件発明者は、本発明の方式で巻回した変圧器鉄心Bと、図8に示す従来の突き合せ接合(バットジョイント)方式により形成した変圧器鉄心5との鉄心特性及び鉄心の大形化について比較した。
【0045】
最初に、鉄心の無負荷損〔W/kg〕について測定したところ、従来の変圧器鉄心5を100%とした場合、本発明の変圧器鉄心Bを、鉄心の窓内側にオーバーステップラップ接合方式(75%)で、鉄心の窓外部側にステップラップ接合方式(25%)の巻回割合で1ターンカット方式の巻鉄心を巻回した場合、約85%に、又、オーバーステップラップ接合方式とステップラップ接合方式との巻回割合をともに50%,50%とした場合は87%に減少することが判った。
【0046】
又、同様にして励磁電流を測定したところ、従来の変圧器鉄心5を100%とした場合、本発明の場合、前記2種類の巻回方式を用いて巻回した変圧器鉄心Bにおいては、前者は約46%に,後者は約47%に減少した。更に、鉄心の大きさについては、従来の変圧器鉄心5を100%とした場合、本発明について前者は約112%、後者は約109%とわずかに大きくなることが判明したが、これは、オーバーステップラップ接合方式の場合、各鉄心素体群の間で隙間が生じるためのもので、ステップラップ接合方式と組合せて巻回することにより、鉄心の大形化を極力抑制できることが判った。
【0047】
以上の結果から本発明の変圧器鉄心Bは、従来の変圧器鉄心5に比べ、その鉄心特性が著しく向上し、これに伴い鉄心自体がその接合部を有する部位が、接合部を有しない部位に比べ多少大きくはなるものの、従来の変圧器鉄心5に比べ鉄心特性の向上を勘案すれば、十分に実用に供することが可能であることを確認することができた。
【0048】
このように、本発明の変圧器鉄心Bは、鉄心の窓内部側に鉄心素体群をオーバーステップラップ接合方式で、窓外部側をステップラップ接合方式にて巻回形成することにより、磁束はその流れに乱れを生じさせることなく円滑に流れることによって鉄心特性の向上が良好にはかれ、かつ、接合方式の組合せの割合は前記の数値に限定することなく、最低限25%のオーバーステップラップ接合方式で鉄心の巻回を行えば、十分使用に耐える変圧器鉄心の提供が可能であることも判った。この場合、鉄心の大形化は極力抑制できることは言うまでもない。
【0049】
なお、図6は変圧器鉄心Bの接合部の数を、鉄心の窓外部側に向うに従って順次多くすることによって、鉄心の接合部が存在する部位が他の部位より大きくなるのを阻止するようにしたもので、これにより、変圧器鉄心の大形化を容易に抑制することを可能とした。鉄心の製造及び特性については、図3に示す変圧器鉄心Bと同様であるため説明は省略する。
【0050】
【発明の効果】
本発明は、磁性薄帯を複数枚積層して設けた長さ寸法が個々に異なる単位鉄心素板を、所要層数階段状に積層して形成した鉄心素体群を、2つの接合方式が異なる方法で巻回して1ターンカット方式の変圧器鉄心を形成するようにしたので、即ち、所要数の鉄心素体群を、オーバーステップラップ接合方式とステップラップ接合方式とによる巻回を良好に組合せて1ターンカット方式の巻鉄心を巻回形成するようにしたので、鉄心特性(励磁電流,鉄損)を良好に向上させることができる。
【0051】
特に、変圧器鉄心の巻回に際し、鉄心の窓内部側をオーバーステップラップ接合方式で鉄心素体群を複数層巻回し、このオーバーステップラップ方式で巻回した鉄心の外側(鉄心の窓外部側)には、更に、隙間解消用単位鉄心素板を介在させてステップラップ接合方式で鉄心素体群を巻回して変圧器鉄心を形成することにより、変圧器鉄心は隙間、ずれ、たるみ等を生じることなく円滑に巻回形成することができるので、鉄心特性を更に向上させることが可能となる。しかも、2種類の接合方式を用いて巻回する方式の採用により、変圧器鉄心は接合部を有する継鉄部が接合部を有しない継鉄部に比べてわずかに積層寸法が厚くなるだけであるため、この種変圧器鉄心の大形化を良好に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の変圧器鉄心を巻回する装置を示す概略構成図である。
【図2】本発明の変圧器鉄心を円形に巻回した状態を示す説明図である。
【図3】本発明の変圧器鉄心を矩形成形した状態を示す説明図である。
【図4】鉄心素体群の巻回を説明するための説明図である。
【図5】(a)〜(c)は各鉄心素体群を示す側面図である。
【図6】第2実施例の鉄心素体群を示す側面図である。
【図7】従来の変圧器鉄心を円形に巻回した状態を示す説明図である。
【図8】同じく矩形成形した状態を示す説明図である。
【図9】従来の変圧器鉄心の巻始め状態を示す説明図である。
【図10】従来の変圧器鉄心において、最初の鉄心素体群を巻回した状態を示す説明図である。
【図11】従来の変圧器鉄心において、磁束の流れを説明するための説明図である。
【符号の説明】
1,2,3,4,5 鉄心素体群
11,21,31 接合部
13 非晶質磁性合金薄帯
19 送りローラ
20 切断装置
24 巻取枠駆動装置
25 巻取枠
26 巻込みベルト
A 環状鉄心
B 変圧器鉄心
Claims (2)
- 非晶質磁性合金薄帯を所定枚数積層し、かつ、これをそれぞれ所要の長さ寸法毎に順次切断して形成した複数の長さ寸法の異なる単位鉄心素板を、所定数階段状に積層して1ブロック分の鉄心素体群を形成し、これら鉄心素体群を、巻鉄心の窓内部側においてはオーバーステップラップ接合方式で巻回し、巻鉄心の窓外部側においては隙間解消用単位鉄心素板を介在させたステップラップ接合方式により巻回接合して、1ターンカット方式の巻鉄心を形成するようにしたことを特徴とする変圧器鉄心。
- 非晶質磁性合金薄帯を所定枚数積層し、かつ、これをそれぞれ所要の長さ寸法毎に順次切断して形成した複数の長さ寸法の異なる単位鉄心素板を、所要数階段状に積層して1ブロック分の鉄心素体群を形成する工程と、前記鉄心素体群をオーバーステップラップ接合方式にて所定層数巻回する工程と、前記オーバーステップラップ接合方式で巻回した巻鉄心の外側において前記単位鉄心素板を隙間解消用単位鉄心素板を介在させた状態でステップラップ接合方式により所定層数巻回する工程とにより、1ターンカット方式の巻鉄心を形成するようにしたことを特徴とする変圧器鉄心の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34499398A JP3664900B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 変圧器鉄心及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34499398A JP3664900B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 変圧器鉄心及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000173831A JP2000173831A (ja) | 2000-06-23 |
JP3664900B2 true JP3664900B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=18373560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34499398A Expired - Lifetime JP3664900B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 変圧器鉄心及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3664900B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7292127B2 (en) | 2004-05-26 | 2007-11-06 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Transformer |
CN101447292B (zh) * | 2008-05-30 | 2012-05-23 | 北京中机联供非晶科技股份有限公司 | 截面近似圆的对接式三相三柱式非晶铁心 |
JP2012015210A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Japan Ae Power Systems Corp | 分解輸送変圧器鉄心 |
JP5327257B2 (ja) | 2011-03-30 | 2013-10-30 | 日立金属株式会社 | 巻鉄心、電磁部品とその製造方法および電磁機器 |
CN105023742B (zh) * | 2015-07-22 | 2017-03-01 | 昌吉市博山机械制造有限公司 | 用于绕制回字形的变压器卷铁芯的模具 |
-
1998
- 1998-12-04 JP JP34499398A patent/JP3664900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000173831A (ja) | 2000-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010021536A (ja) | 変圧器、変圧器鉄心の製造装置及び製造方法 | |
JPH04302114A (ja) | アモルファス鉄心製造方法及びその装置 | |
US20180247761A1 (en) | Method and apparatus for making amorphous metal transformer cores | |
JP3664900B2 (ja) | 変圧器鉄心及びその製造方法 | |
JPH0316109A (ja) | 巻鉄心の製造方法 | |
JPH097849A (ja) | 変圧器鉄心及びその製造方法 | |
CA2042253C (en) | Method of making a transformer core comprising strips of amorphous steel wrapped around the core window | |
JPH09246057A (ja) | アモルファス巻鉄心 | |
JP3727454B2 (ja) | アモルファス鉄心変圧器の製造方法 | |
JP3727425B2 (ja) | 鉄心用非晶質磁性合金薄帯の段積み方法及び装置 | |
US5315754A (en) | Method of making a transformer core comprising strips of amorphous steel wrapped around the core window | |
CN218414251U (zh) | 一种磁芯缠绕装置 | |
JP5079389B2 (ja) | 鉄心製造装置 | |
JPH10270263A (ja) | アモルファス変圧器 | |
JPH08124775A (ja) | 鉄心用鋼板の段積み方法及び装置 | |
JP2599076B2 (ja) | 巻鉄心の巻回装置 | |
JPS58124219A (ja) | 変圧器用巻鉄心の製造方法 | |
JPH0611013B2 (ja) | 巻鉄心の巻回方法 | |
JP3631553B2 (ja) | アモルファス巻鉄心 | |
JPH09237727A (ja) | アモルファス鉄心製造方法及びその装置 | |
JPS60198803A (ja) | 巻鉄心の製造方法 | |
JPH1064744A (ja) | 静止誘導機器の鉄心の製造方法及び製造装置 | |
JPH07142277A (ja) | 積層巻コイル形成方法及びその装置 | |
CN113077972A (zh) | 铁芯及电感器 | |
JPH10241980A (ja) | アモルファス鉄心の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041025 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050330 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080408 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090408 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090408 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100408 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100408 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110408 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110408 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120408 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120408 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130408 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130408 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140408 Year of fee payment: 9 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |