JPH0432210A - 集合形変圧器 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は小容量の複数の単位変圧器を積み重ね配置して
なる、若しくはその積み重ね配置したものをさらに横方
向に配列してなる集合形変圧器に関する。

（従来の技術） 一般に、変圧器は最大負荷電力にも応じ得る容量に設定
されるのが通常である。ところが、通常の負荷率は一般
には約３０〜５０％であることが多く、実負荷率に対し
てかなり余裕のある変圧器容量になる。しかも電力供給
は１台の変圧器で行われ、需要増加に対しても１台単位
で増設されるのが通常である。

（発明が解決しようとする課題） 変圧器の負荷率が３０〜５０％であることは、変圧器が
通常使用電力量に対して容量としてかなり余裕があって
大形（大容量）であることを意味し、損失電力量が大き
いことになる。即ち、鉄損や励磁電流は鉄心の材質、構
成、処理方法により異なるが、−膜内には鉄心重量が大
きいほど多くなり電力損失が増すことになる。鉄心重量
は変圧器容量の増加に伴い増加するから大容量変圧器は
ど無負荷損失が多くなる。したかって、需要増加に伴う
変圧器の増設がこのような大容量変圧器の１台単位で行
われると負荷率がさらに低下し、通常時の電力損失が著
しく大きいものになる。

また、最近の土地高騰は変圧器の配置空間の縮小化の要
求をもたらしている。配置空間は左右、前後の両方向に
同時に確保することは困難であるが、左右、前後の内の
一方向と高さ方向とに確保すること、即ち偏平な空間を
確保することは比較的容易である。しかし、変圧器は鉄
心に一次および二次巻線を施してなる構造上から偏平形
状にすることは極めて困難である。

そこで本発明の目的は、鉄損、励磁電流による電力損失
を大幅に軽減でき、しかも偏平空間を利用して設置でき
る集合形変圧器を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明による集合形変圧器は、鉄心とこの鉄心に巻回さ
れた一次および二次巻線と磁性粉体によって成形され前
記巻線の周囲に前記鉄心とで磁気回路を形成するように
配置されたヨークとからなる複数の単位変圧器を有し、
これら単位変圧器をそれらのヨーク間にスペーサを介在
して上下に積み重ね、且つこれら単位変圧器をそれらの
ヨーりに貫通された通しスタッドによって挟持してなる
。

（作用） この集合形変圧器によれば、単位変圧器を複数集合させ
て最大負荷電力に応じさせるので単位変圧器は小容量で
よく、この小容量の単位変圧器の増設をもって需要増加
に対応するので負荷率の一層の低下を招くことがない。

また単位変圧器は小形であるから、これを複数個偏平空
間に自由に配置することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について第１図〜第７図参照し
ながら説明する。単位変圧器１は円筒形の第１の巻芯２
を含んでなり、この巻芯２は後述する鉄心の焼鈍温度に
耐えるガラス材や非磁鋼材からなり、その外周に内側鉄
心３が円筒形に巻回されている。この内側鉄心３はアモ
ルファス磁性材料、無方向性珪素鋼板が好ましいが方向
性珪素鋼板であってもよく、巻回後の歪みは焼鈍処理で
除去される。内側鉄心３の外周には絶縁筒４を介して内
側巻線５が巻装され、さらにこの内側巻線５の外周に図
示しないスペーサを介して外側巻線６が巻装されており
、このスペーサによって内側巻線５および外側巻線６間
に気体絶縁空間７が確保されている。この気体絶縁空間
７内にさらに固体絶縁物が配置されてもよい。外側巻線
６の外周には、外周に外側鉄心８を巻回してなる巻芯９
が嵌め込まれており、これら外側鉄心８および巻芯９は
前記内側鉄心３および巻芯２と同一材質からなる。内側
巻線５および外側巻線６の両端即ち内側鉄心３および外
側鉄心８の両端には磁気回路を形成するための矩形板状
のヨーク１０．１１がそれらの間にギャップが形成され
るのを防止する充填材１２を介して配置される。各部が
このように組み合わせられてなる単位変圧器１は、これ
らヨーク１０．１１の中央開口部１３．１４を覆うよう
に配置された挟持板１５．１６とこれら挟持板１５．１
６の中央に形成された孔（図示を省略）に貫通された通
しスタッド１７とナツト手段１８とによって一体化され
る。ここで、前記ヨーク１０．１１には内側巻線５およ
び外側巻線６の各両端からの各一対のリード線１９およ
び２０を選択的に導出する複数の孔２１が形成され、さ
らに上下両面の隅部に段積用スペーサ２２の端部を嵌合
させる段部２３が形成されている。このようにヨーク１
０および１１は、比較的に複雑な形状になるため、磁性
粉体を加圧焼結したもの、或いは、磁性粉体を混合した
樹脂を加圧してなる材料によって形成される。

上記は一個の単位変圧器１の組立について説明している
が、複数の単位変圧器１を積み重ね状態に構成する場合
は、第４図に示すように各単位変圧器１間に段積用スペ
ーサ２２を介在して積み重ね全体を一本の通しスタッド
１７によって挟持状態に締め付は一体化しこれを配電盤
内に一対の一次電極２４および二次電極２５と共に配置
される。

このような配電盤内での配置状態では、各単位変圧器１
の外側巻線６がその両端のリード線２０が一対の電極２
４に接続されることによって並列接続され、同様に各内
側巻線５も一対の電極２５間に並列接続される。このよ
う単位変圧器１の段積個数は最大負荷電力によって決め
られるが、最大負荷電力の大きさおよび設置空間の形態
によっては第６図に示すように複数個段積した単位変圧
器１群を複数群横方向に配置する構成にする。この場合
、各単位変圧器１の内側巻線５を異なる各群のそれと直
列接続し、その直列接続の内側巻線５列を一対の電極２
４間に並列接続する。各単位変圧器１の外側巻線６につ
いても一対の電極２５間で同様の接続を行う。第７図に
は、第６図に示した各単位変圧器１の配電盤内における
配置状態が示されており、このように単位変圧器１は高
さ方向と横方向に空間が占有されていく配置状態になり
、その配置空間は扁平空間となる。

尚、上記実施例では段積単位変圧器１群を複数横方向に
配列する場合、第６図のように各群間に冷却空間を形成
するようにしているが、そのような冷却空間が必要ない
場合は第８図に示すように、各ヨーク２６の一側面に楔
状突起２７を一体に形成し、これと対称形状の凹部２８
を反対側面に形成して隣接群間での単位変圧器１どうし
の結合を突起２７と凹部２８との間の嵌合によって行う
ようにしてもよい。この場合、その嵌合面間に必然的に
形成される隙間によって磁束が単位変圧器１の一方から
他方へ漏れることが防止される。

［発明の効果］ 本発明によれば、単位変圧器を複数集合させて最大負荷
電力に応じさせるようにしているので、単位変圧器自身
は小容量でよく、その小容量の単位変圧器の増設をもっ
て需要電力増加に対応させるので、変圧器容量の小刻み
な増加が可能になる。

その結果、変圧器全体としての容量の余裕が大き過ぎる
ことがなくなり、即ち変圧器の増設に伴い負荷率の一層
の低下を招くことがなくなるので鉄損および励磁電流に
よる損失の増加を防止できる。

また、単位変圧器は小形であるから、これを最も経済的
に確保し易い偏平空間に多数自由に配置することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す単位変圧器の拡大縦断
正面面図、第２図および第３図は単位変圧器のヨークの
平面図および正面図、第４図および第５図は３段積の単
位変圧器群の正面図および平面図、第６図は段積単位変
圧器群を複数横方向に配列した状態の正面図、第７図は
配電盤内での単位変圧器の配列位置関係を正面より見た
場合を示す配置説明図、第８図は本発明の変形例を示す
ヨークの平面図である。 １は単位変圧器、３は内側鉄心１．５は内側巻線、６は
外側巻線、８は外側鉄心、１０，１１．２６はヨーク、
１７は通しスタッド、２２は段積用スペーサである。 出願人　　株式会社　　東　　芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．鉄心とこの鉄心に巻回された一次および二次巻線と
   磁性粉体によって成形され前記巻線の周囲に前記鉄心と
   で磁気回路を形成するように配置されたヨークとからな
   る複数の単位変圧器を有し、これら単位変圧器をそれら
   のヨーク間にスペーサを介在して上下に積み、且つこれ
   ら単位変圧器をそれらのヨークに貫通された通しスタッ
   ドによって挟持してなる集合形変圧器。