JPH0424909A - 電磁誘導機器 - Google Patents
電磁誘導機器Info
- Publication number
- JPH0424909A JPH0424909A JP12604990A JP12604990A JPH0424909A JP H0424909 A JPH0424909 A JP H0424909A JP 12604990 A JP12604990 A JP 12604990A JP 12604990 A JP12604990 A JP 12604990A JP H0424909 A JPH0424909 A JP H0424909A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- wire
- cross
- temperature distribution
- wire material
- 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.)
- Pending
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- Transformer Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は変圧器等の電磁誘導機器に係り、特にその冷
却性能を改善したものに関する。
却性能を改善したものに関する。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕第３
図はこの種従来の変圧器の概略構造および巻線の温度分
布を示す図である。同図（Ａ）において、（１）は鉄心
で、その鉛直部分は後述の巻線（３）が巻回される鉄心
脚［２］を形成している。巻線（３）は、例えば電気書
院昭和３５年８月発行“°変圧器の設計工作法”Ｐ、５
７〜５９に示されているように、その断面積か一定の平
角線（または丸線）からなる線材４を、鉛直方向に所定
の複数回数、また径方向に所定の複数層巻回することに
より構成されている。
図はこの種従来の変圧器の概略構造および巻線の温度分
布を示す図である。同図（Ａ）において、（１）は鉄心
で、その鉛直部分は後述の巻線（３）が巻回される鉄心
脚［２］を形成している。巻線（３）は、例えば電気書
院昭和３５年８月発行“°変圧器の設計工作法”Ｐ、５
７〜５９に示されているように、その断面積か一定の平
角線（または丸線）からなる線材４を、鉛直方向に所定
の複数回数、また径方向に所定の複数層巻回することに
より構成されている。
そして、鉄心（１）および巻線（３１は図示しない容器
内に冷却媒体としての空気（５１とともに収容されてい
る。
内に冷却媒体としての空気（５１とともに収容されてい
る。
次にこの変圧器の冷却性能、特に巻線（３）内の温度分
布について説明する。第３図（Ｂ）は例えば巻線（３）
の最外巻回層の部分の高さ方向に沿った温度分布を示し
たもので、上方へいくに従い線材圃の温度か高くなって
いる。これは、線材（イ）の断面積は均一であるためそ
の発熱分布はほぼ均一となっているが、これら線材（２
）と接触してその冷却をｒう空気（５１の局部的温度分
布の影響によるものである。即ち、巻線（３）の下方か
らは比較的冷えた空襲（５）が供給されるが、これら空
気（（５）が線材（イ）に沿って上昇していくにつれ、
線材（イ）からの発熱を吸取して次第にその温度が上昇
していく、従って、上方位置の線材（２）に接触する空
気（９の温度が下方位置の線材（２）に接触する空気（
５］の温度より高くなり結果としてこの空気（９を冷却
媒体として冷却される線材（２）に、図示するような温
度勾配が生じる訳である。
布について説明する。第３図（Ｂ）は例えば巻線（３）
の最外巻回層の部分の高さ方向に沿った温度分布を示し
たもので、上方へいくに従い線材圃の温度か高くなって
いる。これは、線材（イ）の断面積は均一であるためそ
の発熱分布はほぼ均一となっているが、これら線材（２
）と接触してその冷却をｒう空気（５１の局部的温度分
布の影響によるものである。即ち、巻線（３）の下方か
らは比較的冷えた空襲（５）が供給されるが、これら空
気（（５）が線材（イ）に沿って上昇していくにつれ、
線材（イ）からの発熱を吸取して次第にその温度が上昇
していく、従って、上方位置の線材（２）に接触する空
気（９の温度が下方位置の線材（２）に接触する空気（
５］の温度より高くなり結果としてこの空気（９を冷却
媒体として冷却される線材（２）に、図示するような温
度勾配が生じる訳である。
第３図（Ｃ）は、例えば巻線（３）の上端部分の径方向
、従って巻回層方向の温度分布を示したものでこの場合
、鉄心脚（２）に近づくほど空気（５１の流れが悪く結
果として線材（２）の温度が高くなっている。
、従って巻回層方向の温度分布を示したものでこの場合
、鉄心脚（２）に近づくほど空気（５１の流れが悪く結
果として線材（２）の温度が高くなっている。
変圧器等の電気機器は、その絶縁材料の最高使用温度が
許容値以下になるようその冷却設計が行われるが、従来
の変圧器では、以上のように巻！（３）内に大きな温度
差が存在し、その最高部分の温度を許容値以下にする必
要があり、全体として線材（２）の使用量が増大したり
冷却装置が大形になる等、経済性に劣るという問題点か
あった。
許容値以下になるようその冷却設計が行われるが、従来
の変圧器では、以上のように巻！（３）内に大きな温度
差が存在し、その最高部分の温度を許容値以下にする必
要があり、全体として線材（２）の使用量が増大したり
冷却装置が大形になる等、経済性に劣るという問題点か
あった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、巻線内の温度分布の均一化を図るものである
。
たもので、巻線内の温度分布の均一化を図るものである
。
〔課題を解決するための手段および作用〕この発明に係
る電磁誘導機器は、その線材の断面積を、上記線材と接
触する冷却媒体の局部的温度分布に応じてその長さ方向
に変化させるようにしたものである。
る電磁誘導機器は、その線材の断面積を、上記線材と接
触する冷却媒体の局部的温度分布に応じてその長さ方向
に変化させるようにしたものである。
冷却媒体の温度が高くなる部分の線材の断面積は大きく
してその発熱密度を下げ、逆に冷却媒体の温度が低くな
る部分の線材の断面積は小さくしてその発熱密度を上げ
、全体として線材の温度分布を均一とする。
してその発熱密度を下げ、逆に冷却媒体の温度が低くな
る部分の線材の断面積は小さくしてその発熱密度を上げ
、全体として線材の温度分布を均一とする。
巻線の鉛直方向上方へいくに従い線材の断面積を大きく
していけば、特に、冷却媒体の自然対流により巻線の冷
却を行う場合、巻線の鉛直方向の温度差が抑制される。
していけば、特に、冷却媒体の自然対流により巻線の冷
却を行う場合、巻線の鉛直方向の温度差が抑制される。
また、巻線の径方向内方へいくに従い線材の断面積を大
きくしていけば、巻線の径方向の温度差が抑制される。
きくしていけば、巻線の径方向の温度差が抑制される。
第１図はこの発明の一実施例による変圧器の概略構造お
よび巻線の温度分布を示す図である。なお、ここでは、
巻１！（３）は１巻回層分のみを示している。同図（Ａ
）に断面で示すように、線材（イ）はその断面積が上方
へいくに従い次第に大きくなっている。即ち、この線材
４はその長さ方向に連続または階段状にその断面積を変
化させたもので、これを所定回数巻回することにより巻
線（３）を構成する。
よび巻線の温度分布を示す図である。なお、ここでは、
巻１！（３）は１巻回層分のみを示している。同図（Ａ
）に断面で示すように、線材（イ）はその断面積が上方
へいくに従い次第に大きくなっている。即ち、この線材
４はその長さ方向に連続または階段状にその断面積を変
化させたもので、これを所定回数巻回することにより巻
線（３）を構成する。
この場合、線材（２）は上方へいくに従いその断面積が
大きくなるので、同一電流が流れてもその発熱密度は上
方へいくに従い低減する。この結果、これら線材４を冷
却する空気（句の上方へいくに従い上昇する局部的温度
分布の傾斜特性と、上記した発熱密度分布の傾斜特性と
が互いに相殺し、同図（Ｂ）に示すように、線材（イ）
の上下方向の温度分布がほぼ均一になる。
大きくなるので、同一電流が流れてもその発熱密度は上
方へいくに従い低減する。この結果、これら線材４を冷
却する空気（句の上方へいくに従い上昇する局部的温度
分布の傾斜特性と、上記した発熱密度分布の傾斜特性と
が互いに相殺し、同図（Ｂ）に示すように、線材（イ）
の上下方向の温度分布がほぼ均一になる。
第２図は他の実施例を示すもので、ここでは巻線（３）
の径方向、従ってその巻回層方向の温度分布の改善を図
っている。即ち、最内層の線材（２）の断面積が最大で
、外層へいくに従いその断面積が低減するよう線材（４
）の長さ方向の断面積を変化させている。
の径方向、従ってその巻回層方向の温度分布の改善を図
っている。即ち、最内層の線材（２）の断面積が最大で
、外層へいくに従いその断面積が低減するよう線材（４
）の長さ方向の断面積を変化させている。
従来の技術で説明したように、鉄心脚（２１の近傍では
冷却条件か悪くこの部分の温度が高くなる傾向があるか
、この実施例では、この内層側に位置する線材（イ）の
断面積を大きくしたのでその発熱密度が低減し、上記冷
却条件の傾向を相殺して径方向の温度分布かほぼ均一と
なる（第２図（Ｂ））。
冷却条件か悪くこの部分の温度が高くなる傾向があるか
、この実施例では、この内層側に位置する線材（イ）の
断面積を大きくしたのでその発熱密度が低減し、上記冷
却条件の傾向を相殺して径方向の温度分布かほぼ均一と
なる（第２図（Ｂ））。
以上のように、巻線（３）内の温度分布を均等化するこ
とかできるので、例えばこの発明によるものの巻線温度
を従来の最高温度と同し値に設定すれば、線材量の大幅
な低減が可能となり製品の経済性が改善される。また、
線材量を従来と同一とすれば温度分布の均一化によりそ
の最高温度が低くなりその分絶縁物の熱的寿命が増大し
て製品の信頼性が向上する。
とかできるので、例えばこの発明によるものの巻線温度
を従来の最高温度と同し値に設定すれば、線材量の大幅
な低減が可能となり製品の経済性が改善される。また、
線材量を従来と同一とすれば温度分布の均一化によりそ
の最高温度が低くなりその分絶縁物の熱的寿命が増大し
て製品の信頼性が向上する。
なお、上記各実施例では１本の線材（２）を巻回して巻
線（３）を形成する場合について説明したが、複数本の
線材を巻回していくものであってもよい。
線（３）を形成する場合について説明したが、複数本の
線材を巻回していくものであってもよい。
また、上記各実施例は冷却媒体として空気（５１を使用
したいわゆる自冷式の自然対流循環の冷却方式によるも
のを説明したが、ファン等を使用したいわゆる強制循環
風冷式や冷却媒体に絶縁油を使用したもの等にもこの発
明は同様に適用でき同等の効果を奏する。ここで強制循
環風冷式の場合、一般にその風下側にいくに従い風温度
が上昇するので線材の断面積もその方向に従い大きくす
る。
したいわゆる自冷式の自然対流循環の冷却方式によるも
のを説明したが、ファン等を使用したいわゆる強制循環
風冷式や冷却媒体に絶縁油を使用したもの等にもこの発
明は同様に適用でき同等の効果を奏する。ここで強制循
環風冷式の場合、一般にその風下側にいくに従い風温度
が上昇するので線材の断面積もその方向に従い大きくす
る。
更に、第１図に示す巻線上下方向と第２図に示す巻線径
方向との両方向の温度分布を共に考慮して線材の断面積
を変化させるようにすれば、巻線内の温度分布の均一化
が一層改善されることになる。
方向との両方向の温度分布を共に考慮して線材の断面積
を変化させるようにすれば、巻線内の温度分布の均一化
が一層改善されることになる。
この発明は以上のように、冷却媒体の温度分布に応じて
線材の長さ方向に沿ってその断面積を変化させるように
したので、線材の局部的な発ｐ！！、密度がその冷却条
件に見合った値となり結果として巻線内の温度分布が均
一化される。
線材の長さ方向に沿ってその断面積を変化させるように
したので、線材の局部的な発ｐ！！、密度がその冷却条
件に見合った値となり結果として巻線内の温度分布が均
一化される。
また、線材の断面積を巻線の鉛直方向上方へいくに従い
大きくしていくことにより、特に自然対流冷却の場合に
巻線の鉛直方向の温度差が抑制される。
大きくしていくことにより、特に自然対流冷却の場合に
巻線の鉛直方向の温度差が抑制される。
更に、巻線の径方向内方へいくに従い線材の断面積を大
きくしていくことにより、巻線の径方向の温度差が抑制
される。
きくしていくことにより、巻線の径方向の温度差が抑制
される。
第１図および第２図はそれぞれこの発明の一実施例によ
る変圧器の概略構造およびその巻線の温度分布を示す区
、第３図は従来のものを示す同様の図である。 図において、（２）は鉄心脚、（３）は巻線、（２）は
線材、（５）は冷却媒体としての空気である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 弁理士 大台 増雄第１図 ２：鉄心脚 ４：＆！材 ３：巻線 ５：空気 （Ａ＞ 第２図 （Ｂ） 第３ 図
る変圧器の概略構造およびその巻線の温度分布を示す区
、第３図は従来のものを示す同様の図である。 図において、（２）は鉄心脚、（３）は巻線、（２）は
線材、（５）は冷却媒体としての空気である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人 弁理士 大台 増雄第１図 ２：鉄心脚 ４：＆！材 ３：巻線 ５：空気 （Ａ＞ 第２図 （Ｂ） 第３ 図
Claims (3)
- （１）鉄心脚とこの鉄心脚の外周に線材を所定の回数巻
回してなる巻線とを冷却媒体内に設置してなるものにお
いて、 上記線材の断面積を、上記線材と接触する上記冷却媒体
の局部的温度分布に応じてその長さ方向に変化させるよ
うにしたことを特徴とする電磁誘導機器。 - （２）巻線の鉛直方向上方へいくに従い線材の断面積を
大きくしたことを特徴とする請求項１記載の電磁誘導機
器。 - （３）巻線の径方向内方へいくに従い線材の断面積を大
きくしたことを特徴とする請求項１記載の電磁誘導機器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12604990A JPH0424909A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 電磁誘導機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12604990A JPH0424909A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 電磁誘導機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0424909A true JPH0424909A (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=14925385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12604990A Pending JPH0424909A (ja) | 1990-05-15 | 1990-05-15 | 電磁誘導機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0424909A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU726018B2 (en) * | 1997-02-03 | 2000-10-26 | Abb Ab | Winding in transformer or inductor |
| US6815618B2 (en) * | 2001-06-06 | 2004-11-09 | Nexans | Metallic wire |
-
1990
- 1990-05-15 JP JP12604990A patent/JPH0424909A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU726018B2 (en) * | 1997-02-03 | 2000-10-26 | Abb Ab | Winding in transformer or inductor |
| US6815618B2 (en) * | 2001-06-06 | 2004-11-09 | Nexans | Metallic wire |
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