JP2000294432A - 鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器ならびにその製造方法および製造設備 - Google Patents
鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器ならびにその製造方法および製造設備Info
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- JP2000294432A JP2000294432A JP11098675A JP9867599A JP2000294432A JP 2000294432 A JP2000294432 A JP 2000294432A JP 11098675 A JP11098675 A JP 11098675A JP 9867599 A JP9867599 A JP 9867599A JP 2000294432 A JP2000294432 A JP 2000294432A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実機における鉄損特性および騒音特性に優れ
た積み鉄心型変圧器を提供する。 【解決手段】 Ｔ接合部でヨークと接する脚用電磁鋼板
のＴ接合領域に、２次元的な歪み領域または１次元的な
線状歪みの繰り返し領域を、10％以上の面積率で付与す
る。
た積み鉄心型変圧器を提供する。 【解決手段】 Ｔ接合部でヨークと接する脚用電磁鋼板
のＴ接合領域に、２次元的な歪み領域または１次元的な
線状歪みの繰り返し領域を、10％以上の面積率で付与す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主に電力用変圧
器として使用される積み鉄心型変圧器ならびにその製造
方法および製造設備に関し、特に実機における鉄損特性
および騒音特性の向上を図ろうとするものである。
器として使用される積み鉄心型変圧器ならびにその製造
方法および製造設備に関し、特に実機における鉄損特性
および騒音特性の向上を図ろうとするものである。
【０００２】
【従来の技術】Siを含有し、かつ結晶方位が（１１０）
［００１］方位や（１００）［００１］方位に配向した
方向性電磁鋼板は、優れた軟磁気特性を有することか
ら、特に電力用変圧器の鉄心材料として用いられてい
る。このような方向性電磁鋼板に要求される特性として
は、一般に50Hzの周波数で1.7 Ｔに磁化させた時の損失
でＷ17/50 (W/kg)で表わされる鉄損値が低いことが重要
である。また、結晶の方位の優劣を示す磁束密度が高い
ことが、変圧器の励磁電流を少なくするために必要とさ
れる。この磁束密度は、一般に800A/mの磁化力における
磁束密度Ｂ8(Ｔ) で表わされるが、磁束密度の高い方向
性電磁鋼板はヒステリシス損も低い場合が多く、鉄損特
性上も優れていることが多い。
［００１］方位や（１００）［００１］方位に配向した
方向性電磁鋼板は、優れた軟磁気特性を有することか
ら、特に電力用変圧器の鉄心材料として用いられてい
る。このような方向性電磁鋼板に要求される特性として
は、一般に50Hzの周波数で1.7 Ｔに磁化させた時の損失
でＷ17/50 (W/kg)で表わされる鉄損値が低いことが重要
である。また、結晶の方位の優劣を示す磁束密度が高い
ことが、変圧器の励磁電流を少なくするために必要とさ
れる。この磁束密度は、一般に800A/mの磁化力における
磁束密度Ｂ8(Ｔ) で表わされるが、磁束密度の高い方向
性電磁鋼板はヒステリシス損も低い場合が多く、鉄損特
性上も優れていることが多い。
【０００３】しかしながら、最近の研究によれば、Ｂ8
の高い方向性電磁鋼板を用いて積み鉄心型変圧器を製造
しても、素材である方向性電磁鋼板の良好な鉄損特性が
反映されない場合が多いことが判明した。これは、折角
の良好な材料特性が変圧器の実機特性に活かせないとい
うことを意味し、大問題となっているが、未だ工業的に
有効な解決方法が見出されていないのが現状である。通
常、変圧器の鉄損値を同一条件で測定した材料の鉄損値
で割った値を、ＤＦ（Destruction Factor）値またはＢ
Ｆ（Building Factor)値と呼んでいる。従って、この値
を低減することが現在の急務となっている。
の高い方向性電磁鋼板を用いて積み鉄心型変圧器を製造
しても、素材である方向性電磁鋼板の良好な鉄損特性が
反映されない場合が多いことが判明した。これは、折角
の良好な材料特性が変圧器の実機特性に活かせないとい
うことを意味し、大問題となっているが、未だ工業的に
有効な解決方法が見出されていないのが現状である。通
常、変圧器の鉄損値を同一条件で測定した材料の鉄損値
で割った値を、ＤＦ（Destruction Factor）値またはＢ
Ｆ（Building Factor)値と呼んでいる。従って、この値
を低減することが現在の急務となっている。
【０００４】ＤＦ値が増加する変圧器のタイプは良く知
られていて、３脚または５脚を有する積み鉄心型の変圧
器である。また、これらの変圧器のＤＦ値が劣化する原
因についても、既によく分かっている。すなわち、これ
らの変圧器には、 図１に斜線で示すように、Ｔ接合部
と呼称される鉄心領域があるが、この部位において、材
料の磁束密度が高い場合には磁束の流れが大きく乱さ
れ、変圧器の鉄損が劣化することが分かっている。図
中、番号１は変圧器鉄心の脚部、２は変圧器鉄心のヨー
ク部、そして３が変圧器鉄心のＴ接合部である。
られていて、３脚または５脚を有する積み鉄心型の変圧
器である。また、これらの変圧器のＤＦ値が劣化する原
因についても、既によく分かっている。すなわち、これ
らの変圧器には、 図１に斜線で示すように、Ｔ接合部
と呼称される鉄心領域があるが、この部位において、材
料の磁束密度が高い場合には磁束の流れが大きく乱さ
れ、変圧器の鉄損が劣化することが分かっている。図
中、番号１は変圧器鉄心の脚部、２は変圧器鉄心のヨー
ク部、そして３が変圧器鉄心のＴ接合部である。
【０００５】図２に、この種の変圧器における磁束の流
れを示す。すなわち、図２(a) に示すように、磁束がヨ
ーク部２の左からＴ接合部３をとおり脚部１に流れる場
合には、いずれも鋼板が磁化し易い方向に流れるため、
全体的に良好な磁束の流れを示す。しかしながら、図２
(b) に示すように、磁束が脚部１の方へ流れず、ヨーク
部２の左からＴ接合部３をとおり、右のヨーク部２にそ
のまま流れるような場合には、本来の好ましい方向への
磁束の流れの他に、図示したように、一部、脚部１の鉄
心の方へ一旦磁束が流れ込んだのち、再びヨーク部２の
方へ磁束が戻っていくことが観察されている。この現象
は、脚部１を構成する鋼板の磁束密度が高いため、脚部
１の鉄心の方へ磁束が流れ込むもので、これが、磁束密
度の高い材料が変圧器の実機鉄損を劣化させる大きな原
因になっている。
れを示す。すなわち、図２(a) に示すように、磁束がヨ
ーク部２の左からＴ接合部３をとおり脚部１に流れる場
合には、いずれも鋼板が磁化し易い方向に流れるため、
全体的に良好な磁束の流れを示す。しかしながら、図２
(b) に示すように、磁束が脚部１の方へ流れず、ヨーク
部２の左からＴ接合部３をとおり、右のヨーク部２にそ
のまま流れるような場合には、本来の好ましい方向への
磁束の流れの他に、図示したように、一部、脚部１の鉄
心の方へ一旦磁束が流れ込んだのち、再びヨーク部２の
方へ磁束が戻っていくことが観察されている。この現象
は、脚部１を構成する鋼板の磁束密度が高いため、脚部
１の鉄心の方へ磁束が流れ込むもので、これが、磁束密
度の高い材料が変圧器の実機鉄損を劣化させる大きな原
因になっている。
【０００６】上記の問題を解決する方法として、積み鉄
心型変圧器の鉄心の脚部を磁束密度の低い材料に変えて
組み込む方法が提案されたこともあるが、この方法は、
材料管理が煩雑になることに加えて材料の鉄損特性その
ものが低下するため、ＤＦ値は向上するものの、変圧器
の鉄損特性そのものは大きく劣化するという問題があっ
た。従って、この技術は工業的に実用化されていない。
また、特公昭59-32526号公報には、電磁鋼板中のSi含有
量を高めることによって、 ＤＦ値を低減する手法が提
案されているが、現状の電磁鋼板のSi含有量は、鋼板の
加工性の面からその上限が決定されており、この方法で
効果が認められる程度までSi含有量を高めることは工業
的には難しく、従ってこの方法も実用的ではない。さら
に、特公平６-63030号公報には、鋼板に歪みを点状に離
散させて（ストレスポイント）導入することによって、
ＤＦを低減する技術が提案されているが、この方法で
は、ＤＦ値の低下は認められるものの、その効果は小さ
く、変圧器全体の鉄損値の低減について十分満足いくほ
どの効果は得られていない。
心型変圧器の鉄心の脚部を磁束密度の低い材料に変えて
組み込む方法が提案されたこともあるが、この方法は、
材料管理が煩雑になることに加えて材料の鉄損特性その
ものが低下するため、ＤＦ値は向上するものの、変圧器
の鉄損特性そのものは大きく劣化するという問題があっ
た。従って、この技術は工業的に実用化されていない。
また、特公昭59-32526号公報には、電磁鋼板中のSi含有
量を高めることによって、 ＤＦ値を低減する手法が提
案されているが、現状の電磁鋼板のSi含有量は、鋼板の
加工性の面からその上限が決定されており、この方法で
効果が認められる程度までSi含有量を高めることは工業
的には難しく、従ってこの方法も実用的ではない。さら
に、特公平６-63030号公報には、鋼板に歪みを点状に離
散させて（ストレスポイント）導入することによって、
ＤＦを低減する技術が提案されているが、この方法で
は、ＤＦ値の低下は認められるものの、その効果は小さ
く、変圧器全体の鉄損値の低減について十分満足いくほ
どの効果は得られていない。
【０００７】また、これとは別に、環境問題の規制が厳
しくなってきた結果、近年、騒音の低い変圧器の開発が
必要とされており、この面からの向上も望まれている。
しくなってきた結果、近年、騒音の低い変圧器の開発が
必要とされており、この面からの向上も望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記した
ような積み鉄心型の変圧器が抱えている問題、すなわち
鉄損特性の良好な磁束密度の高い方向性電磁鋼板を材料
として変圧器を製造した場合に所望の良好な鉄損値が得
られない、つまりＤＦ値が劣化するという問題および騒
音が大きいという問題を有利に解決した積み鉄心型変圧
器を、その有利な製造方法および製造設備と共に提案す
ることを目的とする。
ような積み鉄心型の変圧器が抱えている問題、すなわち
鉄損特性の良好な磁束密度の高い方向性電磁鋼板を材料
として変圧器を製造した場合に所望の良好な鉄損値が得
られない、つまりＤＦ値が劣化するという問題および騒
音が大きいという問題を有利に解決した積み鉄心型変圧
器を、その有利な製造方法および製造設備と共に提案す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、従来
の技術が電磁鋼板の改善に終始していたのに対し、ＤＦ
が問題となる変圧器のＴ接合部に着目し、この部位の電
磁鋼板に工夫を加えることによって、上記の問題の解決
を試みた。その結果、図２(c) に番号４で示す、変圧器
のＴ接合部に脚部から突入する鋼板のＴ接合部領域に、
少なくとも10％以上の面積にわたって、繰り返し構造を
有する１次元的（線状）な歪みまたは２次元的（面状）
な歪み領域を付与することが、所期した目的の達成に関
し、極めて有効であることの知見を得た。この発明は、
上記の知見に立脚するものである。
の技術が電磁鋼板の改善に終始していたのに対し、ＤＦ
が問題となる変圧器のＴ接合部に着目し、この部位の電
磁鋼板に工夫を加えることによって、上記の問題の解決
を試みた。その結果、図２(c) に番号４で示す、変圧器
のＴ接合部に脚部から突入する鋼板のＴ接合部領域に、
少なくとも10％以上の面積にわたって、繰り返し構造を
有する１次元的（線状）な歪みまたは２次元的（面状）
な歪み領域を付与することが、所期した目的の達成に関
し、極めて有効であることの知見を得た。この発明は、
上記の知見に立脚するものである。
【００１０】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 １．鉄心を構成する電磁鋼板であって、Ｔ接合部でヨー
クと接する脚用の電磁鋼板の両端部に、２次元的または
線状歪みの繰り返し領域からなる歪み領域を、面積率で
10％以上有することを特徴とする鉄損特性および騒音特
性に優れた積み鉄心型変圧器。
りである。 １．鉄心を構成する電磁鋼板であって、Ｔ接合部でヨー
クと接する脚用の電磁鋼板の両端部に、２次元的または
線状歪みの繰り返し領域からなる歪み領域を、面積率で
10％以上有することを特徴とする鉄損特性および騒音特
性に優れた積み鉄心型変圧器。
【００１１】２．鉄心を構成する電磁鋼板であって、Ｔ
接合部でヨークと接する脚用の電磁鋼板の両端部に、２
次元的または線状歪みの繰り返し領域からなる歪み領域
を、面積率で10％以上付与したのち、積層することを特
徴とする鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変
圧器の製造方法。
接合部でヨークと接する脚用の電磁鋼板の両端部に、２
次元的または線状歪みの繰り返し領域からなる歪み領域
を、面積率で10％以上付与したのち、積層することを特
徴とする鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変
圧器の製造方法。
【００１２】３．上記２において、脚用の電磁鋼板への
歪付与を、ロールによる圧下によって施すことを特徴と
する鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器
の製造方法。
歪付与を、ロールによる圧下によって施すことを特徴と
する鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器
の製造方法。
【００１３】４．変圧器製造設備の電磁鋼板切断ライン
において、斜角切り装置の後に歪み付与装置を付設した
ことを特徴とする鉄損特性および騒音特性に優れた積み
鉄心型変圧器の製造設備。
において、斜角切り装置の後に歪み付与装置を付設した
ことを特徴とする鉄損特性および騒音特性に優れた積み
鉄心型変圧器の製造設備。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、この発明について具体的に
説明する。まず、この発明の変圧器について述べる。こ
の発明では、積み鉄心型の変圧器を対象とする。すなわ
ち、変圧器には積み鉄心型と巻き鉄心型があるが、巻き
鉄心型変圧器には磁束の流れの乱れがなく、ＤＦ値の大
幅な劣化が認められないので、この発明の対象外とし
た。また、変圧器の脚の本数については、３脚または５
脚を有する変圧器である。というのは、２脚変圧器に
は、この発明の対象とするＴ接合部が存在せず、この発
明で目的とする鉄損低減および騒音低減効果が認められ
ないからである。
説明する。まず、この発明の変圧器について述べる。こ
の発明では、積み鉄心型の変圧器を対象とする。すなわ
ち、変圧器には積み鉄心型と巻き鉄心型があるが、巻き
鉄心型変圧器には磁束の流れの乱れがなく、ＤＦ値の大
幅な劣化が認められないので、この発明の対象外とし
た。また、変圧器の脚の本数については、３脚または５
脚を有する変圧器である。というのは、２脚変圧器に
は、この発明の対象とするＴ接合部が存在せず、この発
明で目的とする鉄損低減および騒音低減効果が認められ
ないからである。
【００１５】この発明において、Ｔ接合部とは、図１に
斜線で示した鉄心領域を指し、この接合部３において、
ヨーク部の鋼板２と脚部の鋼板１が接合されている。接
合方法ついては、λ接合やＶ接合など公知の方法がある
が、いずれもこの発明に適合する。
斜線で示した鉄心領域を指し、この接合部３において、
ヨーク部の鋼板２と脚部の鋼板１が接合されている。接
合方法ついては、λ接合やＶ接合など公知の方法がある
が、いずれもこの発明に適合する。
【００１６】さて、この発明では、鉄心を構成する電磁
鋼板、それもＴ接合部でヨークと接する脚用の鋼板の両
端部に、歪み領域を設けることが重要である。ここに、
歪み領域の大きさは、歪み領域面積率（％）として定義
する。すなわち、図３において番号５で示す歪み付与領
域の面積を、脚部から突入する鋼板のＴ接合部領域（例
えば図２(c) で番号４で示す領域）の面積で除し 100倍
した値である。歪み領域には、２次元的な歪みまたは繰
り返し線状歪みを付与することが重要である。すなわ
ち、歪みの形態としては、鋼板表面に２次元的に全面に
付与したものや、線状に繰り返し付与したものが有効で
ある。ここで、線状とは、完全に連続した線だけでな
く、点線や破線、さらには鎖線等の不完全な線をも含め
た呼称を意味する。また、この発明でいう歪み付与領域
とは、 ２次元的歪み付与の場合には、その歪み付与領
域をいい、線状歪みを繰り返し付与した場合には線状歪
みの包絡線で囲まれる最大領域をいう。
鋼板、それもＴ接合部でヨークと接する脚用の鋼板の両
端部に、歪み領域を設けることが重要である。ここに、
歪み領域の大きさは、歪み領域面積率（％）として定義
する。すなわち、図３において番号５で示す歪み付与領
域の面積を、脚部から突入する鋼板のＴ接合部領域（例
えば図２(c) で番号４で示す領域）の面積で除し 100倍
した値である。歪み領域には、２次元的な歪みまたは繰
り返し線状歪みを付与することが重要である。すなわ
ち、歪みの形態としては、鋼板表面に２次元的に全面に
付与したものや、線状に繰り返し付与したものが有効で
ある。ここで、線状とは、完全に連続した線だけでな
く、点線や破線、さらには鎖線等の不完全な線をも含め
た呼称を意味する。また、この発明でいう歪み付与領域
とは、 ２次元的歪み付与の場合には、その歪み付与領
域をいい、線状歪みを繰り返し付与した場合には線状歪
みの包絡線で囲まれる最大領域をいう。
【００１７】上記のような２次元的な歪み領域または１
次元的な線状歪みの繰り返し領域を設けることによっ
て、Ｔ接合部において脚部方向への磁束の流れを効果的
に抑制することができ、その結果変圧器の鉄損の低減お
よび騒音の低減が併せて達成されるのである。この点、
従来例のように点状に歪みを分布させたものは、歪みに
よるヨーク部から脚部への磁束の流れ込みを抑制する作
用が極めて小さいため、十分な変圧器の鉄損低減および
騒音低減効果が得られなかったものと考えられる。
次元的な線状歪みの繰り返し領域を設けることによっ
て、Ｔ接合部において脚部方向への磁束の流れを効果的
に抑制することができ、その結果変圧器の鉄損の低減お
よび騒音の低減が併せて達成されるのである。この点、
従来例のように点状に歪みを分布させたものは、歪みに
よるヨーク部から脚部への磁束の流れ込みを抑制する作
用が極めて小さいため、十分な変圧器の鉄損低減および
騒音低減効果が得られなかったものと考えられる。
【００１８】また、歪み領域面積率としては、少なくと
も10％が必要である。というのは、歪み領域面積率が10
％に満たないと、歪み付与によるヨーク部から脚部への
磁束の流れ込みを抑制する作用が十分でなく、十分満足
いくほどの変圧器の鉄損低減および騒音低減効果が得ら
れないからである。なお、従来行われているように、変
圧器に使用する鋼板すべてに歪みを付与することは鋼板
の鉄損を劣化させるので、ＤＦ値は改善されるものの、
変圧器の実機鉄損は劣化する結果になるので、歪み付与
領域としては、Ｔ接合部へ脚部から突入する鋼板のＴ接
合部領域内に限定することが好ましいが、鉄損劣化が大
きくならない範囲であれば、その他の領域に多少にわた
って存在しても良い。
も10％が必要である。というのは、歪み領域面積率が10
％に満たないと、歪み付与によるヨーク部から脚部への
磁束の流れ込みを抑制する作用が十分でなく、十分満足
いくほどの変圧器の鉄損低減および騒音低減効果が得ら
れないからである。なお、従来行われているように、変
圧器に使用する鋼板すべてに歪みを付与することは鋼板
の鉄損を劣化させるので、ＤＦ値は改善されるものの、
変圧器の実機鉄損は劣化する結果になるので、歪み付与
領域としては、Ｔ接合部へ脚部から突入する鋼板のＴ接
合部領域内に限定することが好ましいが、鉄損劣化が大
きくならない範囲であれば、その他の領域に多少にわた
って存在しても良い。
【００１９】次に、この発明に従う変圧器の製造方法に
ついて述べる。変圧器の製造工程は、通常、鉄心の積
層、組み立て工程と銅線コイルの加工、組み立て工程お
よびこれらの結合工程ならびにケーシングなどその他の
部品の付設工程からなる。この発明において、特に重要
なのは、積層時の鉄心の構造である。すなわち、鉄心を
構成する電磁鋼板であってＴ接合部でヨークと接する脚
用の鋼板の両端部に、前述したような、２次元的な歪み
領域または１次元的な線状歪みの繰り返し領域を、面積
率で10％以上の付与し、しかるのち積層することであ
る。
ついて述べる。変圧器の製造工程は、通常、鉄心の積
層、組み立て工程と銅線コイルの加工、組み立て工程お
よびこれらの結合工程ならびにケーシングなどその他の
部品の付設工程からなる。この発明において、特に重要
なのは、積層時の鉄心の構造である。すなわち、鉄心を
構成する電磁鋼板であってＴ接合部でヨークと接する脚
用の鋼板の両端部に、前述したような、２次元的な歪み
領域または１次元的な線状歪みの繰り返し領域を、面積
率で10％以上の付与し、しかるのち積層することであ
る。
【００２０】これを実施する有効な方法の一つとして、
Ｔ接合部でヨークと接する脚用の鋼板の両端部に、ロー
ル圧下によって歪みを付与する方法がある。より具体的
には、この鋼板の斜角切断の後に、図４(a) に示すよう
な装置を用いて、この鋼板の先・後端に歪みを付与する
方法である。この時、同図(b) に示すような平ロール６
を用いると２次元的な歪みを付与することができ、一方
同図(c) に示すような線状の突起ロール７を用いると、
繰り返し線状歪みを付与することができる。
Ｔ接合部でヨークと接する脚用の鋼板の両端部に、ロー
ル圧下によって歪みを付与する方法がある。より具体的
には、この鋼板の斜角切断の後に、図４(a) に示すよう
な装置を用いて、この鋼板の先・後端に歪みを付与する
方法である。この時、同図(b) に示すような平ロール６
を用いると２次元的な歪みを付与することができ、一方
同図(c) に示すような線状の突起ロール７を用いると、
繰り返し線状歪みを付与することができる。
【００２１】また、かかる変圧器の製造設備としては、
電磁鋼板切断ラインにおいて、斜角切り装置の後に歪み
付与装置を付設することが有効である。かような歪み付
与装置としては、図４(a) に示したような圧延ロールを
利用したものでも、荷重プレスを利用したものでも良
い。さらに、この装置による歪みは、斜角切断された後
の鋼板の特定の位置に付与する必要があるので、鋼板の
位置を制御する装置を伴っていることが好ましい。ま
た、このような歪みを付与する装置は、斜角切りライン
において斜角切りと同位置に設置しても、直後に設置し
てもよいし、その後でもかまわない。要は、斜角切りの
あと、鋼板を積層するまでの間にこの装置を設置して、
歪みを付与すれば良いのである。
電磁鋼板切断ラインにおいて、斜角切り装置の後に歪み
付与装置を付設することが有効である。かような歪み付
与装置としては、図４(a) に示したような圧延ロールを
利用したものでも、荷重プレスを利用したものでも良
い。さらに、この装置による歪みは、斜角切断された後
の鋼板の特定の位置に付与する必要があるので、鋼板の
位置を制御する装置を伴っていることが好ましい。ま
た、このような歪みを付与する装置は、斜角切りライン
において斜角切りと同位置に設置しても、直後に設置し
てもよいし、その後でもかまわない。要は、斜角切りの
あと、鋼板を積層するまでの間にこの装置を設置して、
歪みを付与すれば良いのである。
【００２２】
【実施例】実施例１ Si：3.25wt％を含み、板厚が0.23mmで、Ｗ17/50 ：0.85
0 W/kg 、Ｂ8 ：1.942Ｔの磁気特性を有する方向性電磁
鋼板を用いて、３相３脚、鉄心の長さ：1000mm、幅：12
00mm、厚み：200mm 、ヨークおよび脚の幅：150 mmのモ
デル変圧器を10台作製した。この時、Ｔ接合部の接合は
Ｖ接合方式とし、鋼板の積み方式は２枚ずつ、 ５段階
のステップラップとした。この際、 Ｔ接合部の脚とし
て使用される鋼板を斜角切断した後、図３(a) に示した
ような鋼板の先・後端部領域に、図４(b) に示した平ロ
ール６を用い、同図(a) に示した歪み付与装置で 0.5 k
g/cmの圧力をかけて歪みを付与した。ここに、各モデル
変圧器に使用する方向性電磁鋼板の上述の脚部の鋼板と
して、歪み付与領域の大きさを変え、歪み付与領域面積
率がそれぞれ、０, ３, ６,10, 50, 80, 120, 150, 200
％となる歪みを付与した鋼板を用い、各種の変圧器を
製作した。なお、面積率 100％以上とは、図２(c) にお
いて脚を構成する鋼板がＴ接合部へ突入する領域４を超
え、脚部１に掛かる範囲にわたって歪みが付与された場
合をいう。
0 W/kg 、Ｂ8 ：1.942Ｔの磁気特性を有する方向性電磁
鋼板を用いて、３相３脚、鉄心の長さ：1000mm、幅：12
00mm、厚み：200mm 、ヨークおよび脚の幅：150 mmのモ
デル変圧器を10台作製した。この時、Ｔ接合部の接合は
Ｖ接合方式とし、鋼板の積み方式は２枚ずつ、 ５段階
のステップラップとした。この際、 Ｔ接合部の脚とし
て使用される鋼板を斜角切断した後、図３(a) に示した
ような鋼板の先・後端部領域に、図４(b) に示した平ロ
ール６を用い、同図(a) に示した歪み付与装置で 0.5 k
g/cmの圧力をかけて歪みを付与した。ここに、各モデル
変圧器に使用する方向性電磁鋼板の上述の脚部の鋼板と
して、歪み付与領域の大きさを変え、歪み付与領域面積
率がそれぞれ、０, ３, ６,10, 50, 80, 120, 150, 200
％となる歪みを付与した鋼板を用い、各種の変圧器を
製作した。なお、面積率 100％以上とは、図２(c) にお
いて脚を構成する鋼板がＴ接合部へ突入する領域４を超
え、脚部１に掛かる範囲にわたって歪みが付与された場
合をいう。
【００２３】また、従来例として、1.2 mmφの突起を10
mm間隔で埋め込んだ突起ロールを用いて、鋼板全体にス
トレスポイントを付与し、この鋼板を用いて同じ仕様の
変圧器を製作した。かくして得られた変圧器の鉄損特
性、ＤＦ値および騒音特性について調べた結果を表１に
示す。また、図５には、歪み付与領域面積率と鉄損特
性、ＤＦ値との関係を示す。
mm間隔で埋め込んだ突起ロールを用いて、鋼板全体にス
トレスポイントを付与し、この鋼板を用いて同じ仕様の
変圧器を製作した。かくして得られた変圧器の鉄損特
性、ＤＦ値および騒音特性について調べた結果を表１に
示す。また、図５には、歪み付与領域面積率と鉄損特
性、ＤＦ値との関係を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】表１および図５から明らかなように、この
発明に従って製作された変圧器の鉄損値および騒音値は
従来例に比較して大きく向上しており、また歪み付与領
域面積率は10％以上が必要であることが分かる。
発明に従って製作された変圧器の鉄損値および騒音値は
従来例に比較して大きく向上しており、また歪み付与領
域面積率は10％以上が必要であることが分かる。
【００２６】実施例２ Si：3.05wt％を含有し、鋼板の片面に磁区細分化のため
の多数の溝を有する板厚：0.30mm、Ｗ17/50 ：0.818 W/
kg、Ｂ8 ：1.913 Ｔの磁気特性の方向性電磁鋼板を用い
て、３相３脚、鉄心の長さ：1000mm、幅：1200mm、厚
み：200mm 、ヨークおよび脚の幅：150mm のモデル変圧
器を３台作成した。この時、Ｔ接合部の接合はλ接合方
式とし、鋼板の積み方式は２枚ずつの交互積みとした。
このうち、 １台は、斜角切りの後、そのまま積層し変
圧器を製作し、比較例とした。また、他の１台は、Ｔ接
合部の脚として使用される鋼板を斜角切断した後、図３
(b) に示したような鋼板の先・後端部領域に歪み付与領
域面積率として各50％となるように歪みを付与した。歪
み付与の方法としては、図４(c) に示した線状突起ロー
ル７を用い、図４(a) に示した歪み付与装置で 0.2 kg/
cmの圧力をかけ鋼板を通板した。さらに、残る１台は、
従来例として、 1.0 mmφの突起を４mm間隔で埋め込ん
である突起ロールを用いて、鋼板全体にストレスポイン
トを付与し、この鋼板を用いて同じ仕様の変圧器を製作
した。かくして得られた変圧器の鉄損特性、ＤＦ値およ
び騒音特性について調べた結果を表２に示す。
の多数の溝を有する板厚：0.30mm、Ｗ17/50 ：0.818 W/
kg、Ｂ8 ：1.913 Ｔの磁気特性の方向性電磁鋼板を用い
て、３相３脚、鉄心の長さ：1000mm、幅：1200mm、厚
み：200mm 、ヨークおよび脚の幅：150mm のモデル変圧
器を３台作成した。この時、Ｔ接合部の接合はλ接合方
式とし、鋼板の積み方式は２枚ずつの交互積みとした。
このうち、 １台は、斜角切りの後、そのまま積層し変
圧器を製作し、比較例とした。また、他の１台は、Ｔ接
合部の脚として使用される鋼板を斜角切断した後、図３
(b) に示したような鋼板の先・後端部領域に歪み付与領
域面積率として各50％となるように歪みを付与した。歪
み付与の方法としては、図４(c) に示した線状突起ロー
ル７を用い、図４(a) に示した歪み付与装置で 0.2 kg/
cmの圧力をかけ鋼板を通板した。さらに、残る１台は、
従来例として、 1.0 mmφの突起を４mm間隔で埋め込ん
である突起ロールを用いて、鋼板全体にストレスポイン
トを付与し、この鋼板を用いて同じ仕様の変圧器を製作
した。かくして得られた変圧器の鉄損特性、ＤＦ値およ
び騒音特性について調べた結果を表２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】表２から明らかなように、この発明に従っ
て製作された変圧器の鉄損値および騒音値は従来例や比
較例に比較して大きく向上している。
て製作された変圧器の鉄損値および騒音値は従来例や比
較例に比較して大きく向上している。
【００２９】
【発明の効果】かくして、この発明に従い、Ｔ接合部で
ヨークと接する脚用電磁鋼板のＴ接合領域に、10％以上
の面積率で、２次元的な歪み領域または１次元的な線状
歪みの繰り返し領域を付与することにより、積み鉄心型
変圧器の鉄損特性と騒音特性を従来に比べて格段に向上
させることができる。
ヨークと接する脚用電磁鋼板のＴ接合領域に、10％以上
の面積率で、２次元的な歪み領域または１次元的な線状
歪みの繰り返し領域を付与することにより、積み鉄心型
変圧器の鉄損特性と騒音特性を従来に比べて格段に向上
させることができる。
【図１】 ヨーク、脚からなる３脚変圧器の鉄心構造と
Ｔ接合部の位置を示す図である。
Ｔ接合部の位置を示す図である。
【図２】 Ｔ接合部における磁束の流れを示す図で、
(a) はヨーク部から脚部に磁束が流れる場合、(b) は脚
部へ磁束が流れず、ヨーク部からヨーク部で磁束が流れ
る場合を示す。同図(c) は脚用電磁鋼板のＴ接合領域を
示す。
(a) はヨーク部から脚部に磁束が流れる場合、(b) は脚
部へ磁束が流れず、ヨーク部からヨーク部で磁束が流れ
る場合を示す。同図(c) は脚用電磁鋼板のＴ接合領域を
示す。
【図３】 脚用電磁鋼板の形状とこの鋼板における歪み
付与領域を示した図である。
付与領域を示した図である。
【図４】 (a) は歪み付与装置の１例を示した図、(b)
は平ロールの形状を示した図、(c) は線状突起ロールの
形状を示した図である。
は平ロールの形状を示した図、(c) は線状突起ロールの
形状を示した図である。
【図５】 歪み付与領域面積率と変圧器の鉄損値および
ＤＦ値との関係を示した図である。
ＤＦ値との関係を示した図である。
１ 変圧器鉄心の脚部 ２ 変圧器鉄心のヨーク部 ３ 変圧器鉄心のＴ接合部 ４ Ｔ接合部領域 ５ 歪み付与領域 ６ 平ロール ７ 線状突起ロール
Claims (4)
- 【請求項１】 鉄心を構成する電磁鋼板であって、Ｔ接
合部でヨークと接する脚用の電磁鋼板の両端部に、２次
元的または線状歪みの繰り返し領域からなる歪み領域
を、面積率で10％以上有することを特徴とする鉄損特性
および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器。 - 【請求項２】 鉄心を構成する電磁鋼板であって、Ｔ接
合部でヨークと接する脚用の電磁鋼板の両端部に、２次
元的または線状歪みの繰り返し領域からなる歪み領域
を、面積率で10％以上付与したのち、積層することを特
徴とする鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変
圧器の製造方法。 - 【請求項３】 請求項２において、脚用の電磁鋼板への
歪付与を、ロールによる圧下によって施すことを特徴と
する鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器
の製造方法。 - 【請求項４】 変圧器製造設備の電磁鋼板切断ラインに
おいて、斜角切り装置の後に歪み付与装置を付設したこ
とを特徴とする鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄
心型変圧器の製造設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09867599A JP3709737B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器ならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09867599A JP3709737B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器ならびにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294432A true JP2000294432A (ja) | 2000-10-20 |
| JP3709737B2 JP3709737B2 (ja) | 2005-10-26 |
Family
ID=14226099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09867599A Expired - Fee Related JP3709737B2 (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 鉄損特性および騒音特性に優れた積み鉄心型変圧器ならびにその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3709737B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020009910A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 東芝産業機器システム株式会社 | 静止誘導機器用積層鉄心及びその製造方法並びに静止誘導機器 |
| JP2021039963A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-11 | 東芝産業機器システム株式会社 | 巻鉄心の製造装置及び巻鉄心の製造方法 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP09867599A patent/JP3709737B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020009910A (ja) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | 東芝産業機器システム株式会社 | 静止誘導機器用積層鉄心及びその製造方法並びに静止誘導機器 |
| JP2021039963A (ja) * | 2019-08-30 | 2021-03-11 | 東芝産業機器システム株式会社 | 巻鉄心の製造装置及び巻鉄心の製造方法 |
| JP7274987B2 (ja) | 2019-08-30 | 2023-05-17 | 東芝産業機器システム株式会社 | 巻鉄心の製造装置及び巻鉄心の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3709737B2 (ja) | 2005-10-26 |
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