JPH0888128A - 多相変圧器鉄心 - Google Patents

多相変圧器鉄心

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JPH0888128A
JPH0888128A JP6223149A JP22314994A JPH0888128A JP H0888128 A JPH0888128 A JP H0888128A JP 6223149 A JP6223149 A JP 6223149A JP 22314994 A JP22314994 A JP 22314994A JP H0888128 A JPH0888128 A JP H0888128A
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JP
Japan
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iron core
core
wound
steel sheet
silicon steel
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JP6223149A
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English (en)
Inventor
Akira Nakayama
中山  晃
Koji Yamanaka
功治 山中
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アモルファス磁性鋼板を使用し鉄損特性が優
れ組立作業の容易化に効果的な多相変圧器鉄心。 【構成】 鉄損の低減に有効なアモルファス巻鉄心1を
内側にし、ケイ素鋼板巻鉄心2を外側にし、両鉄心によ
る複合構造の多相変圧器鉄心。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多相変圧器鉄心に係
り、特に、アモルファス磁性薄帯を用いた多相変圧器鉄
心の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】最近省エネルギー型変圧器用鉄心とし
て、鉄損が少なく磁気特性に優れたアモルファス磁性材
料が使用されている。多相変圧器鉄心を製作する方法と
しては、ケイ素鋼板を巻回し、組付ける方法、ケイ素鋼
板を切断し、積重ねる方法が主流であるが、変圧器が発
熱することによる寿命の短縮、省エネルギー対策への課
題などがある。この課題を解決する手段のひとつに、ア
モルファス磁性薄帯を使用した多相変圧器鉄心が考えら
れている。
【0003】アモルファス磁性薄帯は、鉄(Fe)、ケ
イ素(S)、ボロン(B)からなる合金で、これらの金
属を溶融炉に投入して溶解し、これをノズルから金属ロ
ール上に滴下し、106℃/secの冷却速度で固化しシー
ト状にする。このアモルファス磁性薄帯は、厚さが25
μm程度であり、ケイ素鋼板の約1/10である。ま
た、このアモルファス磁性薄帯は硬くて脆いという性質
がある。従ってこれにより多相変圧器鉄心を製作する場
合、鉄損はケイ素鋼板に比べ1/3〜1/4程度に低減
できるが、機械的強度は低下し剛性が不足するため、鉄
心が変形しやすく製作が容易ではないという欠点があ
る。この問題を解決する手段として、実開昭63−15
022号公報には、アモルファス磁性薄帯を巻回した巻
鉄心の両けい鉄部と両脚部に沿う一対の四角形枠を配置
してクランプするもの、また、実開昭63−13791
7号公報には、アモルファス磁性薄帯を巻回した巻鉄心
の両側に前記巻鉄心と同形状のケイ素鋼板を巻回した鉄
心を重ねて絶縁テープにより縛って一体に構成したもの
が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
に、アモルファス磁性薄帯の特性である鉄損の低減を保
持すると共に、アモルファス磁性薄帯の弱点である硬く
て脆いという性質がもたらす機械的強度、剛性の不足を
克服する構造を備え、変圧器組立作業の容易な多相変圧
器鉄心を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、多相変圧器鉄心を構成する材料とし
て、内側鉄心に、鉄損の低減に有効なアモルファス磁性
薄帯を巻回したもの、また、外側鉄心に、ケイ素鋼板を
巻回または積層したものを使用し、両鉄心の複合構造と
して、鉄損特性と鉄心の機械的強度及び剛性の向上の両
立を図り、組立作業時の加工性を確保しようとするもの
である。すなわち、上記の目的は、アモルファス磁性薄
帯を巻回した鉄心を並列に密着してなる内鉄心と、前記
内鉄心の外周を囲み、少なくともケイ素鋼板を最外周側
に巻回、若しくは積層した外鉄心とにより構成したこと
を特徴とする多相変圧器鉄心によって達成されるもので
あって、前記外鉄心は、前記ケイ素鋼板の内周側にアモ
ルファス磁性薄帯を巻回、若しくは積層して形成するこ
ともできる。
【0006】
【作用】多相変圧器鉄心の外周に配設したケイ素鋼板
は、それ自体でも鉄心を構成すると共に、鉄心全体の外
面を被覆し、鉄損低減に優れているアモルファス巻鉄心
を保護して、機械的強度及び剛性を確保することがで
き、総合的に鉄心としての鉄損特性が優れ、かつ、組立
作業の容易化に効果的な多相変圧器鉄心が得られる。鉄
損は、変圧器負荷の有無に関係なく、消費されるエネル
ギーであるから、鉄損を低減することは、発電エネルギ
ーの低減を意味し地球環境の保護にも貢献するものであ
る。
【0007】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 〈実施例1〉図1は、本発明の実施例1の三相変圧器鉄
心の正面図(a)と側面図(b)である。1は、ケイ素
薄鋼板を略矩形に巻回したもの、若しくは、長尺ケイ素
薄鋼板を積層したのち両端を突合わせて略矩形に成形し
たケイ素鋼板巻鉄心、2は、アモルファス磁性薄鋼板を
略矩形に巻回したもの、若しくは、長尺アモルファス磁
性薄鋼板を積層したのち両端を突合わせて略矩形に成形
したアモルファス巻鉄心である。すなわち、本実施例の
全体構造としては、ケイ素薄鋼板を巻回したケイ素鋼板
巻鉄心1の内側に、アモルファス磁性薄鋼板を巻回した
アモルファス巻鉄心2を入れ込んで形成した複合型の三
相変圧器巻鉄心である。本実施例を適用した50KVA
(6KV/210V〜110V)三相変圧器の実機寸法は図1に示す
通り400×276×140(単位mm)である。本実施
例によれば、ケイ素鋼板巻鉄心1により、アモルファス
巻鉄心2の鉄損特性を減ずることなく、しかも、組立作
業の容易化に効果的な多相変圧器鉄心が得られる。
【0008】図5は、実施例1のコイル組立作業の進行
を示す手順図、図6は実施例1のコイル組立作業のフロ
ーチャートである。図5、図6により組立手順を説明す
る。
【0009】なお、便宜上、図5(a)〜図5(c)は
側面視図、図5(d)〜図5(f)は上面視図として示
す。 S001:図5(a)、(b)に示すように、逆U字状
に並べたアモルファス巻鉄心2a、2bの下方に、コイ
ル5a、5b、5cをコイル端面を水平にして保持す
る。 S002:アモルファス巻鉄心2a、2bをそれぞれコ
イル5a、5b、5cに挿入する。中央コイル5bに
は、アモルファス巻鉄心2a、2bが一脚づつ挿入され
る。 S003:図5(c)に示すように、逆U字状のアモル
ファス巻鉄心2a、2bのそれぞれの両端部をラッピン
グして略矩形状に形成する。 S004:図5(c)の状態から、全体を90°反転
し、コイル端面を垂直にして保持したのち、図5(d)
に示すように、剛性の大きいケイ素鋼板巻鉄心1は、そ
の両端部を内周側から小分けしつつ分解する。 S005:図5(e)に示すように、ケイ素鋼板巻鉄心
1の分解した両端部をコイル5(a)、5(c)に挿入
する。 S006:図5(f)に示すように、ケイ素鋼板巻鉄心
1の両端部をラッピングして略矩形状に形成する。 S007:鉄心コイルの組付けを完成する。 図5に示したケイ素鋼板巻鉄心1は、内側に等寸法のア
モルファス磁性薄帯を積層することが可能で、これによ
り鉄損をさらに低下させることができる。
【0010】図7は、上記のように、実施例1のケイ素
鋼板巻鉄心1に積層したアモルファス材の占積率と鉄損
比の関係を示す特性図である。この図から明らかなよう
に、変圧器鉄心としての鉄損比の限界を概ね40%とす
ると、アモルファス材の占積率は、0.8以下に押さえ
ることが剛性を保持する上で好ましいことがわかる。ち
なみに、図5のケイ素鋼板巻鉄心1のみで形成した外周
コアの鉄損比は、概ね70%弱であることを示してい
る。
【0011】〈実施例2〉図2は、本発明の実施例2の
三相変圧器鉄心の正面図であって、矩形の4辺をそれぞ
れケイ素薄鋼板を積層し形成したケイ素鋼板積鉄心3の
内側に、実施例1と同様にアモルファス磁性薄鋼板を用
いて形成したアモルファス巻鉄心2を入れ込んで形成し
た三相変圧器鉄心である。一般に、上記ケイ素鋼板積鉄
心3の積層方向は、図3の紙面に垂直の方向である。図
4は、実施例2による三相変圧器鉄心にコイルを装着し
た三相変圧器を示す図である。また、図3は、図4に示
した三相変圧器の組付け手順を示す図である。図2に示
したケイ素薄鋼板積鉄心3から鉄心上辺3aを取り外
し、アモルファス巻鉄心4の突き合わせ部を開き、U字
状に伸ばしてからコイル5を挿入する。コイル5の挿入
後アモルファス巻鉄心4を元の略矩形状に曲げ、再度U
字状端部を突き合せ、次にケイ素鋼板積鉄心3aの上辺
を組合わせて結合し、図4の形状に復元させることによ
り三相変圧器のコイルを装着が完了する。
【0012】
【発明の効果】本発明の鉄心を多相変圧器に適用するこ
とにより、ケイ素鋼板鉄心は、鉄損低減に優れているア
モルファス巻鉄心を保護し、機械的強度及び剛性を確保
すると共に、総合的に鉄心としての鉄損特性が優れ、か
つ、組立作業の容易化に効果的な多相変圧器鉄心が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の三相変圧器鉄心の正面図
(a)と側面図(b)である。
【図2】本発明の実施例2の三相変圧器鉄心の正面図で
ある。
【図3】本発明の実施例2の三相変圧器の組付け手順を
示す図である。
【図4】本発明の実施例2の三相変圧器鉄心にコイルを
組み込んだ状態の正面図である。
【図5】本発明の実施例1のコイル組立作業の進行を示
す手順図である。
【図6】本発明の実施例1のコイル組立作業のフローチ
ャートである。
【図7】本発明の実施例1、実施例2による多相変圧器
鉄心のアモルファス材の占積率と鉄損比の関係を示す特
性図である。
【符号の説明】
1…ケイ素鋼板巻鉄心 2…アモルファス巻鉄
心 3…ケイ素鋼板積み鉄心 5…コイル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アモルファス磁性薄帯を巻回した鉄心を並
    列に密着してなる内鉄心と、 前記内鉄心の外周を囲み、少なくともケイ素鋼板を最外
    周側に巻回、若しくは積層した外鉄心とにより構成した
    ことを特徴とする多相変圧器鉄心。
  2. 【請求項2】前記外鉄心は、前記ケイ素鋼板の内周側ア
    モルファス磁性薄帯を巻回、若しくは積層して形成した
    ことを特徴とする請求項1記載の多相変圧器鉄心。
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