JPH0453088B2 - - Google Patents
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- JPH0453088B2 JPH0453088B2 JP62004236A JP423687A JPH0453088B2 JP H0453088 B2 JPH0453088 B2 JP H0453088B2 JP 62004236 A JP62004236 A JP 62004236A JP 423687 A JP423687 A JP 423687A JP H0453088 B2 JPH0453088 B2 JP H0453088B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- winding
- transformer
- encapsulation
- windings
- support means
- Prior art date
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/327—Encapsulating or impregnating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
- H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/327—Encapsulating or impregnating
- H01F2027/328—Dry-type transformer with encapsulated foil winding, e.g. windings coaxially arranged on core legs with spacers for cooling and with three phases
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
この発明は変圧器に対するコイル支持装置、更
に具体的に云えば、変圧器の1次及び2次巻線又
はコイルを形成する導体が、変圧器の鉄心の一部
分又は脚の周りに同心に巻装され、それをカプセ
ル封じしてモノリシツク構造にする様にコイル集
成体及び支持装置に関する。
に具体的に云えば、変圧器の1次及び2次巻線又
はコイルを形成する導体が、変圧器の鉄心の一部
分又は脚の周りに同心に巻装され、それをカプセ
ル封じしてモノリシツク構造にする様にコイル集
成体及び支持装置に関する。
特定の1種類の変圧器では、典型的には銅で作
られていて、その中を導体を冷却する為の流体が
循環することが出来る様な夫々複数個の、位置を
変えた中空ストランド導体の2組が、変圧器の鉄
心部分又は脚の周りに円筒形に、同心に巻装され
且つ該脚に沿つて螺旋形に伸び、変圧器の半径方
向に相隔たる1次及び2次巻線を夫々形成する。
1次及び2次巻線の実際の使い方は、巻線に対す
る電気接続によつて決まる。この発明では、どの
巻線が実際に1次であり、どの巻線が実際に2次
であるかは問題ではない。
られていて、その中を導体を冷却する為の流体が
循環することが出来る様な夫々複数個の、位置を
変えた中空ストランド導体の2組が、変圧器の鉄
心部分又は脚の周りに円筒形に、同心に巻装され
且つ該脚に沿つて螺旋形に伸び、変圧器の半径方
向に相隔たる1次及び2次巻線を夫々形成する。
1次及び2次巻線の実際の使い方は、巻線に対す
る電気接続によつて決まる。この発明では、どの
巻線が実際に1次であり、どの巻線が実際に2次
であるかは問題ではない。
どの導体に対しても、漏れ磁束の影響を減少す
る為に、一般的に奇数個の導体の位置を変えて巻
線を形成する。この発明は、1本の導体又は複数
個の導体が巻線を形成するかどうかに関係なく、
更に巻線を形成する導体がその中を冷却流体が循
環出来る様にする為に中空であるか密実であるか
に関係なく、変圧器の全ての巻線に適用される。
る為に、一般的に奇数個の導体の位置を変えて巻
線を形成する。この発明は、1本の導体又は複数
個の導体が巻線を形成するかどうかに関係なく、
更に巻線を形成する導体がその中を冷却流体が循
環出来る様にする為に中空であるか密実であるか
に関係なく、変圧器の全ての巻線に適用される。
鉄心の脚の周りに導体を巻装した後、この導体
は巻線の電流に著しい増加を招く故障(例えば何
れかの巻線の端子に加わる突然の短絡)による力
に対して、半径方向にも軸方向にも抵抗し且つ耐
える位に十分に支持しなければならない。こうい
う故障によつて発生する力は、半径方向内側の巻
線を半径方向内向きに押潰し、半径方向外側の巻
線半径方向外側に破裂させようとする。押潰す並
びに/又は破裂させる力の大きさは、故障によつ
て発生される電流の大きさ、巻線のターン数、及
びコイルの直径とコイルの高さの比に関係する。
更に、巻線の間の軸方向の整合外れにより、故障
による電流が軸方向の力を発生し、それが巻線間
の支持対に剪断効果(即ち、巻線の縦軸線と略平
行な力)を加える傾向がある。軸方向の力又は剪
断力の大きさは、巻線の間の軸方向の整合外れの
程度、及び故障によつて発生される電流の大きさ
に関係する。
は巻線の電流に著しい増加を招く故障(例えば何
れかの巻線の端子に加わる突然の短絡)による力
に対して、半径方向にも軸方向にも抵抗し且つ耐
える位に十分に支持しなければならない。こうい
う故障によつて発生する力は、半径方向内側の巻
線を半径方向内向きに押潰し、半径方向外側の巻
線半径方向外側に破裂させようとする。押潰す並
びに/又は破裂させる力の大きさは、故障によつ
て発生される電流の大きさ、巻線のターン数、及
びコイルの直径とコイルの高さの比に関係する。
更に、巻線の間の軸方向の整合外れにより、故障
による電流が軸方向の力を発生し、それが巻線間
の支持対に剪断効果(即ち、巻線の縦軸線と略平
行な力)を加える傾向がある。軸方向の力又は剪
断力の大きさは、巻線の間の軸方向の整合外れの
程度、及び故障によつて発生される電流の大きさ
に関係する。
更に、変圧器の効率のよい動作の為には、支持
装置は、導体のI2R損失によつて動作中に予想さ
れる周囲温度より高いコイル温度、鉄心中の渦電
流及びヒステリシス損失、及び巻線の軸方向の両
端に入る漂遊磁束による熱的な力に対処すること
が出来なければならない。更に支持装置は動作中
の振動の力を制限しなければならない。或る変圧
器では、変圧器の鉄心の要素が複数個の積層板で
製造されている。周知の様に、変圧器の鉄心の積
層板は、動作中、変圧器の磁束によつて積層板に
誘起される、渦電流の様な電流の為に、積層板の
間に信号の力を受け、その結果、鉄心内に磁歪力
が生ずる。支持装置は、長期間の動作にわたつ
て、こういう全ての力を満足し得る形で制限し、
それに抵抗し且つ耐えなければならないと共に、
然もコストを最小限に抑える為に、容易に製造出
来るものでなければならない。
装置は、導体のI2R損失によつて動作中に予想さ
れる周囲温度より高いコイル温度、鉄心中の渦電
流及びヒステリシス損失、及び巻線の軸方向の両
端に入る漂遊磁束による熱的な力に対処すること
が出来なければならない。更に支持装置は動作中
の振動の力を制限しなければならない。或る変圧
器では、変圧器の鉄心の要素が複数個の積層板で
製造されている。周知の様に、変圧器の鉄心の積
層板は、動作中、変圧器の磁束によつて積層板に
誘起される、渦電流の様な電流の為に、積層板の
間に信号の力を受け、その結果、鉄心内に磁歪力
が生ずる。支持装置は、長期間の動作にわたつ
て、こういう全ての力を満足し得る形で制限し、
それに抵抗し且つ耐えなければならないと共に、
然もコストを最小限に抑える為に、容易に製造出
来るものでなければならない。
この発明で取上げる形式の1つの変圧器は、例
えば大形回転電気機械の励磁装置に使うことの出
来る液冷変圧器である。こういう励磁装置及び関
連した変圧器が、係属中の米国特許出願通し番号
第776331号(1985年9月16日)に記載されてい
る。この発明は、約3000KVA乃至約10000KVA
以上の定格を持つ変圧器に用いるのが最も有利で
あると考えられる。然し、定格を記したことは、
この発明の用途を制限するつもりではない。こう
いう種類の発電機では、約45℃の冷却水入力温度
に対して約15℃の典型的な動作温度の上昇が起り
得る。
えば大形回転電気機械の励磁装置に使うことの出
来る液冷変圧器である。こういう励磁装置及び関
連した変圧器が、係属中の米国特許出願通し番号
第776331号(1985年9月16日)に記載されてい
る。この発明は、約3000KVA乃至約10000KVA
以上の定格を持つ変圧器に用いるのが最も有利で
あると考えられる。然し、定格を記したことは、
この発明の用途を制限するつもりではない。こう
いう種類の発電機では、約45℃の冷却水入力温度
に対して約15℃の典型的な動作温度の上昇が起り
得る。
従つて、この発明の目的は、変圧器に対するコ
イル支持装置として、コイル支持装置が変圧器の
1次及び2次巻線を形成するコイルに対し、巻線
の端子に加わる突然の短絡な様な故障による力を
制限しそれに耐えるのに適切な半径方向及び軸方
向の両方の支持作用を行なうコイル支持装置を提
供することである。
イル支持装置として、コイル支持装置が変圧器の
1次及び2次巻線を形成するコイルに対し、巻線
の端子に加わる突然の短絡な様な故障による力を
制限しそれに耐えるのに適切な半径方向及び軸方
向の両方の支持作用を行なうコイル支持装置を提
供することである。
この発明の別の目的は、動作中に予想される、
周囲温度より高いコイル温度による熱的な力に対
処し得るコイル支持装置を提供することである。
周囲温度より高いコイル温度による熱的な力に対
処し得るコイル支持装置を提供することである。
この発明の別の目的は、動作中の変圧器の鉄心
の積層板に対する振動の力を制限しそれに耐える
コイル支持装置を提供することである。
の積層板に対する振動の力を制限しそれに耐える
コイル支持装置を提供することである。
発明の要約
この発明では、縦軸線を持つ少なくとも1つの
脚を含む鉄心を有する変圧器に対するコイル集成
体が、脚から隔たつてその少なくとも一部分を円
周方向に取巻く第1の巻線手段、該第1の巻線手
段から隔たつてその少なくとも一部分を円周方向
に取巻く第2の巻線手段、第1及び第2の巻線手
段の間に配置されていて、第1及び第2の巻線手
段の間の軸方向の相対運動を抑制する、軸方向に
伸びる絶縁棒の様な第1の支持手段、第2の巻線
手段の外周の少なくとも一部分の周りに配置され
ていて、第1の巻線手段に対する第2の巻線手段
の半径方向の運動を抑制する第2の支持手段、及
び脚と第1の巻線手段の間、第1及び第2の巻線
手段の間、及び第2の支持手段の外周の周りに
夫々配置された第1、第2及び第3のカプセル封
じ手段を有し、第1及び第2の巻線手段、第1及
び第2の支持手段、及び第1、第2及び第3のカ
プセル封じ手段を含むモノリシツク構造が形成さ
れる様になつている。
脚を含む鉄心を有する変圧器に対するコイル集成
体が、脚から隔たつてその少なくとも一部分を円
周方向に取巻く第1の巻線手段、該第1の巻線手
段から隔たつてその少なくとも一部分を円周方向
に取巻く第2の巻線手段、第1及び第2の巻線手
段の間に配置されていて、第1及び第2の巻線手
段の間の軸方向の相対運動を抑制する、軸方向に
伸びる絶縁棒の様な第1の支持手段、第2の巻線
手段の外周の少なくとも一部分の周りに配置され
ていて、第1の巻線手段に対する第2の巻線手段
の半径方向の運動を抑制する第2の支持手段、及
び脚と第1の巻線手段の間、第1及び第2の巻線
手段の間、及び第2の支持手段の外周の周りに
夫々配置された第1、第2及び第3のカプセル封
じ手段を有し、第1及び第2の巻線手段、第1及
び第2の支持手段、及び第1、第2及び第3のカ
プセル封じ手段を含むモノリシツク構造が形成さ
れる様になつている。
この発明の別の1面では、縦軸線を持つ脚を含
む鉄心を有する変圧器に対するコイル集成体を製
造する方法が、脚の周りに、コイル集成体の第1
及び第2の巻線手段及び第1及び第2の支持手段
を組立て、脚の縦軸線が略垂直の姿勢である時、
集成体の下側部分から、第1の巻線と脚の間及び
第1及び第2の巻線の間に、硬化性樹脂の様な第
1及び第2のカプセル封じ手段を夫々配置するこ
とを含む。硬化させる前に、樹脂の中に硝子繊維
を配置することが出来る。硬化性樹脂の様な第3
のカプセル封じ手段が第2の巻線及び第2の支持
手段の周りに配置され、第2の支持手段を含浸す
る。この発明の更に別の1面では、変圧器が、少
なくとも1つの脚を持つ鉄心と、該脚の少なくと
も一部分を円周方向に取巻く第1の巻線手段と、
該第1の巻線手段から隔たつていて、その少なく
とも一部分を円周方向に取巻く第2の巻線手段
と、前記第1及び第2の巻線手段の間に配置され
ていて、該第1及び第2の巻線手段の間の軸方向
の相対運動を抑制する第1の支持手段と、前記第
2の巻線手段の外周の少なくとも一部分の周りに
配置されていて、前記第1の巻線手段に対する第
2の巻線手段の半径方向の運動を抑制する第2の
支持手段と、前記脚及び第1の巻線手段の間、前
記第1及び第2の巻線手段の間及び前記第2の支
持手段の外周の周りに夫々配置されていて、前記
脚、第1及び第2の巻線手段、第1及び第2の支
持手段並びに当該第1、第2及び第3のカプセル
封じ手段を含むモノリシツク構造が形成される様
にした第1、第2及び第3のカプセル封じ手段と
を有する。第1及び第2の巻線手段は夫々中空電
気導体又は夫々複数個の位置を変えた中空導体を
含んでいて、導体を冷却する冷却流体を受入れる
様にすることが出来る。更に変圧器は、前記脚を
冷却する為に、少なくとも前記脚と熱の流れが連
通する熱交換手段を含んでいてよい。
む鉄心を有する変圧器に対するコイル集成体を製
造する方法が、脚の周りに、コイル集成体の第1
及び第2の巻線手段及び第1及び第2の支持手段
を組立て、脚の縦軸線が略垂直の姿勢である時、
集成体の下側部分から、第1の巻線と脚の間及び
第1及び第2の巻線の間に、硬化性樹脂の様な第
1及び第2のカプセル封じ手段を夫々配置するこ
とを含む。硬化させる前に、樹脂の中に硝子繊維
を配置することが出来る。硬化性樹脂の様な第3
のカプセル封じ手段が第2の巻線及び第2の支持
手段の周りに配置され、第2の支持手段を含浸す
る。この発明の更に別の1面では、変圧器が、少
なくとも1つの脚を持つ鉄心と、該脚の少なくと
も一部分を円周方向に取巻く第1の巻線手段と、
該第1の巻線手段から隔たつていて、その少なく
とも一部分を円周方向に取巻く第2の巻線手段
と、前記第1及び第2の巻線手段の間に配置され
ていて、該第1及び第2の巻線手段の間の軸方向
の相対運動を抑制する第1の支持手段と、前記第
2の巻線手段の外周の少なくとも一部分の周りに
配置されていて、前記第1の巻線手段に対する第
2の巻線手段の半径方向の運動を抑制する第2の
支持手段と、前記脚及び第1の巻線手段の間、前
記第1及び第2の巻線手段の間及び前記第2の支
持手段の外周の周りに夫々配置されていて、前記
脚、第1及び第2の巻線手段、第1及び第2の支
持手段並びに当該第1、第2及び第3のカプセル
封じ手段を含むモノリシツク構造が形成される様
にした第1、第2及び第3のカプセル封じ手段と
を有する。第1及び第2の巻線手段は夫々中空電
気導体又は夫々複数個の位置を変えた中空導体を
含んでいて、導体を冷却する冷却流体を受入れる
様にすることが出来る。更に変圧器は、前記脚を
冷却する為に、少なくとも前記脚と熱の流れが連
通する熱交換手段を含んでいてよい。
この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の
範囲に具体的に記載してあるが、この発明自体の
構成、作用並びにその他の目的及び利点は、以下
図面について詳しく説明する所から理解されよ
う。
範囲に具体的に記載してあるが、この発明自体の
構成、作用並びにその他の目的及び利点は、以下
図面について詳しく説明する所から理解されよ
う。
詳しい説明
第1図には、この発明によるコイル支持装置を
含む変圧器が示されている(型46は図面を見易
くする為、並びに判り易くする為に除いてある)。
図示の変圧器は3相変圧器で、コイル12,1
4,16を持つている。この発明が例えば単相変
圧器の様に、任意の数のコイルを持つ変圧器に応
用し得ることを承知されたい。コイル12,1
4,16が変圧器の鉄心20の脚22,24,2
6の少なくとも一部分を夫々取囲み、それと磁束
が交わる様に配置されている。脚22,24,2
6の夫々の端が鉄心20のヨーク21,23によ
つて接続されている。一般的に知られている様
に、鉄心20は適当な形の複数個の金属積層板
を、積層板の継目の同時発生を避けながら、整合
させて積重ねることによつて、脚22,24,2
6とヨーク21,23を形成する。積層板を併せ
たものが、変圧器の主たる磁束通路を構成する。
鉄心20の積層板を整合させて、窓11,13を
形成する。これらの窓は、夫々脚22と24、2
4と26、及び脚のヨーク21,23によつて限
定されていて、コイル12,14,16の一部分
を受入れる。その1つを32に示す1対の締付け
コの字形部材、及びその1つを34に示す別の1
対の締付けコの字形部材の間に夫々ヨーク21,
23を配置する。締付けコの字形部材32,34
を押付けて、ヨーク21,23の積層板がその間
にしつかりと固定される様にする。夫々1対の支
持板15,17,19が脚22,24,26と締
付けコの字形部材32,34の間に配置される。
支持板15,17,19のT字形の端を締付けコ
字形部材32,34に設けられた夫々の凹部には
めて、積層板、コイル12,14,16又は締付
けコ字形部材34の相対的な位置を乱さずに、変
圧器全体を締付けコの字形部材32によつて持上
げることが出来る様にする。
含む変圧器が示されている(型46は図面を見易
くする為、並びに判り易くする為に除いてある)。
図示の変圧器は3相変圧器で、コイル12,1
4,16を持つている。この発明が例えば単相変
圧器の様に、任意の数のコイルを持つ変圧器に応
用し得ることを承知されたい。コイル12,1
4,16が変圧器の鉄心20の脚22,24,2
6の少なくとも一部分を夫々取囲み、それと磁束
が交わる様に配置されている。脚22,24,2
6の夫々の端が鉄心20のヨーク21,23によ
つて接続されている。一般的に知られている様
に、鉄心20は適当な形の複数個の金属積層板
を、積層板の継目の同時発生を避けながら、整合
させて積重ねることによつて、脚22,24,2
6とヨーク21,23を形成する。積層板を併せ
たものが、変圧器の主たる磁束通路を構成する。
鉄心20の積層板を整合させて、窓11,13を
形成する。これらの窓は、夫々脚22と24、2
4と26、及び脚のヨーク21,23によつて限
定されていて、コイル12,14,16の一部分
を受入れる。その1つを32に示す1対の締付け
コの字形部材、及びその1つを34に示す別の1
対の締付けコの字形部材の間に夫々ヨーク21,
23を配置する。締付けコの字形部材32,34
を押付けて、ヨーク21,23の積層板がその間
にしつかりと固定される様にする。夫々1対の支
持板15,17,19が脚22,24,26と締
付けコの字形部材32,34の間に配置される。
支持板15,17,19のT字形の端を締付けコ
字形部材32,34に設けられた夫々の凹部には
めて、積層板、コイル12,14,16又は締付
けコ字形部材34の相対的な位置を乱さずに、変
圧器全体を締付けコの字形部材32によつて持上
げることが出来る様にする。
第2図には、第1図の線2−2で示す矢印の方
向に見た図が示されている。コイル16に対する
コイル支持装置が詳しく示されているが、コイル
12,14に対するコイル支持装置を同様に製造
することが出来ることは云うまでもない。変圧器
の鉄心20の脚26を形成する複数個の積層板
は、全体的に円筒形の囲みの中に積層板の最大量
の金属が入る様に、適当に積重ね、適当な寸法に
する。液体冷却剤を適当に収容して鉄心20を冷
却する為の水の様な液体冷却剤に対する複数個の
(図面では3個)収容容器28が、変圧器の脚2
6(及びヨーク28,23)を形成する積層板の
間に分散して示されており、それと熱の流れが連
通する様に配置されている。
向に見た図が示されている。コイル16に対する
コイル支持装置が詳しく示されているが、コイル
12,14に対するコイル支持装置を同様に製造
することが出来ることは云うまでもない。変圧器
の鉄心20の脚26を形成する複数個の積層板
は、全体的に円筒形の囲みの中に積層板の最大量
の金属が入る様に、適当に積重ね、適当な寸法に
する。液体冷却剤を適当に収容して鉄心20を冷
却する為の水の様な液体冷却剤に対する複数個の
(図面では3個)収容容器28が、変圧器の脚2
6(及びヨーク28,23)を形成する積層板の
間に分散して示されており、それと熱の流れが連
通する様に配置されている。
内面41を持つ巻装ドラム40が脚26を円周
方向に取巻くと共に、それから隔たつている。巻
装ドラム40は硝子繊維の様な絶縁材料で作るこ
とが出来る。エポキシ樹脂/硝子繊維複合材料の
様な電気絶縁性のカプセル封じ手段36が脚26
と巻装ドラム40の間の空間を埋めている。導体
27の一部分が巻装ドラム40の外周を円周方向
に取巻いており、この導体は巻装ドラム40の周
りに配置されていて導体27が巻装ドラム40の
縦軸線に沿つて軸方向に螺旋形に伸びて、1次巻
線25を形成する様に、導体27の別の部分に重
ねられている。巻装ドラム40は導体27を巻装
する為の心棒として使うことが出来る。硝子クロ
スの様な支持手段51(必ずしも実尺ではない)
が巻線25に沿つて巻装され、複数個の重なり合
う層を形成する。硝子クロス51は、1次巻線2
5の周囲に円周方向にしつかりと、但し硝子クロ
ス51を伸ばしすぎる程きつくなく配置されてい
る。導体37の一部分が1次巻線25から半径方
向に隔たつて、それを円周方向に取巻いており、
この一部分は導体37の別の一部分に重ねられて
いて、導体37が1次巻線25の縦軸線に沿つて
軸方向に螺旋形に伸びて、2次巻線35を形成す
る。巻線25,35に1次及び2次と云う言葉を
用いたのは、便宜にすぎず、実際の1次及び2次
巻線が、それを使う回路に於ける変圧器の電気接
続によつて決定されることを承知されたい。1次
巻線25及び2次巻線35の間の空間内には、棒
の様な、円弧状に相隔たつて軸方向に伸びる複数
個の支持手段30が配置されている。棒30は、
その縦軸線が脚26の縦軸線と略平行になる様に
配置されている。棒30は繊維で補強した樹脂複
合体の様な非導電材料又は電気絶縁材料で構成す
ることが好ましく、この繊維は硝子、アラミド又
は木綿であつてよく、樹脂はエポキシ、フエノー
ル又はポリエステルであつてよい。1次巻線25
及び2次巻線35の間の空間にエポキシ樹脂/硝
子繊維複合材料の様な電気絶縁性のカプセル封じ
手段38を充填する。棒30が後で詳しく説明す
る様に、カプセル封じ手段38と協働して、巻線
25,35を軸方向に支持する。棒30は、巻線
35を製造する際、その周りに導体37を巻装し
得る心棒の構造にもなる。
方向に取巻くと共に、それから隔たつている。巻
装ドラム40は硝子繊維の様な絶縁材料で作るこ
とが出来る。エポキシ樹脂/硝子繊維複合材料の
様な電気絶縁性のカプセル封じ手段36が脚26
と巻装ドラム40の間の空間を埋めている。導体
27の一部分が巻装ドラム40の外周を円周方向
に取巻いており、この導体は巻装ドラム40の周
りに配置されていて導体27が巻装ドラム40の
縦軸線に沿つて軸方向に螺旋形に伸びて、1次巻
線25を形成する様に、導体27の別の部分に重
ねられている。巻装ドラム40は導体27を巻装
する為の心棒として使うことが出来る。硝子クロ
スの様な支持手段51(必ずしも実尺ではない)
が巻線25に沿つて巻装され、複数個の重なり合
う層を形成する。硝子クロス51は、1次巻線2
5の周囲に円周方向にしつかりと、但し硝子クロ
ス51を伸ばしすぎる程きつくなく配置されてい
る。導体37の一部分が1次巻線25から半径方
向に隔たつて、それを円周方向に取巻いており、
この一部分は導体37の別の一部分に重ねられて
いて、導体37が1次巻線25の縦軸線に沿つて
軸方向に螺旋形に伸びて、2次巻線35を形成す
る。巻線25,35に1次及び2次と云う言葉を
用いたのは、便宜にすぎず、実際の1次及び2次
巻線が、それを使う回路に於ける変圧器の電気接
続によつて決定されることを承知されたい。1次
巻線25及び2次巻線35の間の空間内には、棒
の様な、円弧状に相隔たつて軸方向に伸びる複数
個の支持手段30が配置されている。棒30は、
その縦軸線が脚26の縦軸線と略平行になる様に
配置されている。棒30は繊維で補強した樹脂複
合体の様な非導電材料又は電気絶縁材料で構成す
ることが好ましく、この繊維は硝子、アラミド又
は木綿であつてよく、樹脂はエポキシ、フエノー
ル又はポリエステルであつてよい。1次巻線25
及び2次巻線35の間の空間にエポキシ樹脂/硝
子繊維複合材料の様な電気絶縁性のカプセル封じ
手段38を充填する。棒30が後で詳しく説明す
る様に、カプセル封じ手段38と協働して、巻線
25,35を軸方向に支持する。棒30は、巻線
35を製造する際、その周りに導体37を巻装し
得る心棒の構造にもなる。
2次巻線35の周囲には、巻線35の半径方向
の外周の周りに(硝子クロスの伸ばしすぎを招く
解きつくなく)巻装された硝子クロスの様な別の
支持手段42(必ずしも実尺ではない)が円周方
向にしつかりと配置されていて、複数個の重なり
合う層を形成し、2次巻線の電気回路に短絡の様
な故障が起つた場合、2次巻線35が半径方向外
向きに膨張しない様に拘束する。支持手段42,
51を構成し得る硝子クロス又はその他の材料は
引張り強さが強いと共に、非金属で非導電で、
夫々カプセル封じ手段38,44と両立性のある
ものにすべきである。組立て及び取外しを容易に
する為に、部分に分けて製造することが出来る
が、型46が、2次巻線35及び支持手段42の
外周から半径方向に隔たつて、それを円周方向に
取巻いている。型46が透明であつて、カプセル
封じ手段36,38,44を導入する際、コイル
集成体で空間が一様に充填されることを観察出来
る様にすることが好ましい。エポキシ樹脂/硝子
繊維複合材料の様な電気絶縁性のカプセル封じ手
段44が、支持手段42と型46の間の空間内に
配置される。カプセル封じ手段36,38,44
を硬化させた後、希望によつては、カプセル封じ
手段44と両立性を持つ材料で作られた型46を
取外すことが出来る。
の外周の周りに(硝子クロスの伸ばしすぎを招く
解きつくなく)巻装された硝子クロスの様な別の
支持手段42(必ずしも実尺ではない)が円周方
向にしつかりと配置されていて、複数個の重なり
合う層を形成し、2次巻線の電気回路に短絡の様
な故障が起つた場合、2次巻線35が半径方向外
向きに膨張しない様に拘束する。支持手段42,
51を構成し得る硝子クロス又はその他の材料は
引張り強さが強いと共に、非金属で非導電で、
夫々カプセル封じ手段38,44と両立性のある
ものにすべきである。組立て及び取外しを容易に
する為に、部分に分けて製造することが出来る
が、型46が、2次巻線35及び支持手段42の
外周から半径方向に隔たつて、それを円周方向に
取巻いている。型46が透明であつて、カプセル
封じ手段36,38,44を導入する際、コイル
集成体で空間が一様に充填されることを観察出来
る様にすることが好ましい。エポキシ樹脂/硝子
繊維複合材料の様な電気絶縁性のカプセル封じ手
段44が、支持手段42と型46の間の空間内に
配置される。カプセル封じ手段36,38,44
を硬化させた後、希望によつては、カプセル封じ
手段44と両立性を持つ材料で作られた型46を
取外すことが出来る。
第3A図には、第2図の3A−3Aの矢印の方
向に見た図が示されている。
向に見た図が示されている。
導体27,37が夫々1個の中空導体として示
されている。導体27,37が、夫々第3C図及
び第3B図に示す様に、夫々冷却流体を受入れる
中空部64及びその外周に沿つた絶縁物66を持
つ複数個の(典型的には奇数個の)位置を変えた
導体62で構成されることが好ましい。第3C図
及び第3B図に示す様に、導体27は、11本の個
別の位置を変えた導体62を束ねて構成され、導
体37は、13本の個別の位置を変えた導体62を
束ねて構成される。導体27及び/又は導体37
は、更に希望によつては絶縁物で取囲んでもよ
い。
されている。導体27,37が、夫々第3C図及
び第3B図に示す様に、夫々冷却流体を受入れる
中空部64及びその外周に沿つた絶縁物66を持
つ複数個の(典型的には奇数個の)位置を変えた
導体62で構成されることが好ましい。第3C図
及び第3B図に示す様に、導体27は、11本の個
別の位置を変えた導体62を束ねて構成され、導
体37は、13本の個別の位置を変えた導体62を
束ねて構成される。導体27及び/又は導体37
は、更に希望によつては絶縁物で取囲んでもよ
い。
変圧器を製造する間並びに脚26,巻装ドラム
40、1次巻線25、支持手段30、2次巻線3
5、支持手段42及び型46を組立てた後、液体
状態又は流動状態にあるカプセル封じ手段36を
脚26と巻装ドラム40の間の空間に送出すと共
に、液体状態又は流動状態にあるカプセル封じ手
段38を1次巻線25と2次巻線35の間の空間
に供給する。カプセル封じ手段36,38は、同
じ材料で構成することが出来ると共に、それが接
触する変圧器及びコイル支持装置の他の部品と両
立性を持つものであるが、巻線25と35の間、
脚26とドラム40の間の空間を埋めると共に、
巻線25,35のターン間空間を埋める。巻線2
5,35の頂部まで空間を埋めた後、カプセル封
じ手段36,38を硬化させ、固体状態に硬化さ
せる。巻線25,35に電流を通すことにより、
又はコイル集成体をオーブンの中に配置すること
等により、熱を加えることによつて、硬化を促進
することが出来る。硬化の後、硬化したカプセル
封じ手段36,38が、脚26、1次巻線25、
2次巻線35、巻装ドラム40及び支持手段30
を含むモノリシツク構造を形成する。このモノリ
シツク構造は、変圧器の動作中、変圧器の鉄心2
0の積層板に対する振動の力を拘束すると共にそ
れに耐える。
40、1次巻線25、支持手段30、2次巻線3
5、支持手段42及び型46を組立てた後、液体
状態又は流動状態にあるカプセル封じ手段36を
脚26と巻装ドラム40の間の空間に送出すと共
に、液体状態又は流動状態にあるカプセル封じ手
段38を1次巻線25と2次巻線35の間の空間
に供給する。カプセル封じ手段36,38は、同
じ材料で構成することが出来ると共に、それが接
触する変圧器及びコイル支持装置の他の部品と両
立性を持つものであるが、巻線25と35の間、
脚26とドラム40の間の空間を埋めると共に、
巻線25,35のターン間空間を埋める。巻線2
5,35の頂部まで空間を埋めた後、カプセル封
じ手段36,38を硬化させ、固体状態に硬化さ
せる。巻線25,35に電流を通すことにより、
又はコイル集成体をオーブンの中に配置すること
等により、熱を加えることによつて、硬化を促進
することが出来る。硬化の後、硬化したカプセル
封じ手段36,38が、脚26、1次巻線25、
2次巻線35、巻装ドラム40及び支持手段30
を含むモノリシツク構造を形成する。このモノリ
シツク構造は、変圧器の動作中、変圧器の鉄心2
0の積層板に対する振動の力を拘束すると共にそ
れに耐える。
更に、変圧器を製造する際、型46と支持手段
42の間の空間も同じ様にカプセル封じ手段44
(液体状態又は流動状態にある)で埋められる。
このカプセル封じ手段はエポキシ樹脂/硝子繊維
複合材料で構成することが出来、カプセル封じ手
段36及び/又は38と同じ材料であつてよい。
その後、カプセル封じ手段44を硬化させる。カ
プセル封じ手段44はカプセル封じ手段36,3
8と同時に硬化させることが出来る。カプセル封
じ手段44は、それが接触する変圧器及び支持装
置の部品と両立性を持つ。更に、カプセル封じ手
段44が支持手段42に含浸して飽和させ、巻線
35に対する半径方向外向きの力に対する抵抗力
を強める。カプセル封じ手段44の厚さで決定す
る判断基準としては、巻線35が単独で半径方向
外向きの運動に抵抗する能力と、コイル35の半
径方向の運動又はカプセル封じ手段36,38及
び/又は44に対する悪影響なしに、コイル16
が10という様な単位の(即ち、変圧器が定格電圧
で動作している時の定格電流の倍数)の突然の短
絡あたりの予定の過負荷に耐える能力とが含まれ
る。
42の間の空間も同じ様にカプセル封じ手段44
(液体状態又は流動状態にある)で埋められる。
このカプセル封じ手段はエポキシ樹脂/硝子繊維
複合材料で構成することが出来、カプセル封じ手
段36及び/又は38と同じ材料であつてよい。
その後、カプセル封じ手段44を硬化させる。カ
プセル封じ手段44はカプセル封じ手段36,3
8と同時に硬化させることが出来る。カプセル封
じ手段44は、それが接触する変圧器及び支持装
置の部品と両立性を持つ。更に、カプセル封じ手
段44が支持手段42に含浸して飽和させ、巻線
35に対する半径方向外向きの力に対する抵抗力
を強める。カプセル封じ手段44の厚さで決定す
る判断基準としては、巻線35が単独で半径方向
外向きの運動に抵抗する能力と、コイル35の半
径方向の運動又はカプセル封じ手段36,38及
び/又は44に対する悪影響なしに、コイル16
が10という様な単位の(即ち、変圧器が定格電圧
で動作している時の定格電流の倍数)の突然の短
絡あたりの予定の過負荷に耐える能力とが含まれ
る。
この発明の別の望ましい特徴を達成する為に、
分解手段が巻装ドラム40の内面41を含む。面
41は、テフロン(Teflon:商標)として入手
し得るポリテトラフルオロエチレン又はテドラー
(Tedlar:商標)として入手し得るポリビニル・
フロライドの様に、カプセル封じ手段36に対す
る親和力が小さい材料で被覆されている。この被
覆は、1次及び/又は2次巻線25,35又はコ
イル16のコイル支持装置のその他の部品を交換
する必要が生じた場合、コイル16の形を壊すこ
となく、1次及び2次巻線25,35、支持手段
30,42、カプセル封じ手段38,44及び巻
装ドラム40をカプセル封じ手段36及び脚26
から取外すことが出来る様にする。分解手段はカ
プセル封じ手段36と巻装ドラム40の間に介在
配置した薄いシート材料(図に示してない)をも
含んでいてよく、このシート材料はカプセル封じ
手段36に対する親和力が殆んどない。
分解手段が巻装ドラム40の内面41を含む。面
41は、テフロン(Teflon:商標)として入手
し得るポリテトラフルオロエチレン又はテドラー
(Tedlar:商標)として入手し得るポリビニル・
フロライドの様に、カプセル封じ手段36に対す
る親和力が小さい材料で被覆されている。この被
覆は、1次及び/又は2次巻線25,35又はコ
イル16のコイル支持装置のその他の部品を交換
する必要が生じた場合、コイル16の形を壊すこ
となく、1次及び2次巻線25,35、支持手段
30,42、カプセル封じ手段38,44及び巻
装ドラム40をカプセル封じ手段36及び脚26
から取外すことが出来る様にする。分解手段はカ
プセル封じ手段36と巻装ドラム40の間に介在
配置した薄いシート材料(図に示してない)をも
含んでいてよく、このシート材料はカプセル封じ
手段36に対する親和力が殆んどない。
締付けリング33が、1次巻線25の導体27
の一番上側のターン及び2次巻線35の導体37
の一番上側のターンに重なり、ナツトの様な結合
手段31を支持手段30のねじ山を設けた延長部
に固定することに等により、1次巻線25及び2
次巻線35の夫々の導体27,37を夫々軸方向
に圧縮する。更に、支持手段30の外周は、外ね
じを設けるとか、又は軸方向に相隔たる円周方向
の溝を設けるという様に、その軸方向の長さに沿
つて粗面化し、カプセル封じ手段38を接着する
為の及び足場となる適当な面を設ける。支持手段
30に沿つてカプセル封じ手段38が接着するこ
とにより、カプセル封じ手段38が、硬化する前
に、夫々巻線25,35の導体27,37の重な
り合うターンの間に流込むことが出来るので、カ
プセル封じ手段38が硬化した後は、巻線35に
対する巻線25の軸方向の運動を防止する。
の一番上側のターン及び2次巻線35の導体37
の一番上側のターンに重なり、ナツトの様な結合
手段31を支持手段30のねじ山を設けた延長部
に固定することに等により、1次巻線25及び2
次巻線35の夫々の導体27,37を夫々軸方向
に圧縮する。更に、支持手段30の外周は、外ね
じを設けるとか、又は軸方向に相隔たる円周方向
の溝を設けるという様に、その軸方向の長さに沿
つて粗面化し、カプセル封じ手段38を接着する
為の及び足場となる適当な面を設ける。支持手段
30に沿つてカプセル封じ手段38が接着するこ
とにより、カプセル封じ手段38が、硬化する前
に、夫々巻線25,35の導体27,37の重な
り合うターンの間に流込むことが出来るので、カ
プセル封じ手段38が硬化した後は、巻線35に
対する巻線25の軸方向の運動を防止する。
変圧器を組立てる際、脚26の積層板は、巻装
ドラム40が継目を持つ必要がない様に、巻装ド
ラム40内に配置することが出来る。導体27は
巻装ドラム40を心棒として利用して、その周り
に巻装され、巻線25を形成し、棒30を組付け
る。支持手段51を巻線25の周りに配置する。
棒30を案内又は心棒として使つて、導体37を
棒30の周りに巻装して、巻線35を形成する。
支持手段42を巻線35の周りに配置し、型46
を支持手段42から半径方向に隔てゝ、その周り
に配置する。
ドラム40が継目を持つ必要がない様に、巻装ド
ラム40内に配置することが出来る。導体27は
巻装ドラム40を心棒として利用して、その周り
に巻装され、巻線25を形成し、棒30を組付け
る。支持手段51を巻線25の周りに配置する。
棒30を案内又は心棒として使つて、導体37を
棒30の周りに巻装して、巻線35を形成する。
支持手段42を巻線35の周りに配置し、型46
を支持手段42から半径方向に隔てゝ、その周り
に配置する。
巻装ドラム40と脚26の間、巻線25と35
の間、及び支持手段42と型46の間の空間をば
らばらに詰込んだ乾いた寸断した硝子繊維で埋め
る。この硝子繊維は、約1/8吋の長さ及び約0.010
吋の直径を持つことが好ましい。こうして夫々カ
プセル封じ手段36,38,44を形成する為に
空間に送出される硬化性樹脂の強度を強める。こ
の為、その場所で形成されるカプセル封じ手段3
6,38,44は、樹脂で飽和した硝子繊維で構
成され、これが樹脂全体にわたつて一様に分散し
た硝子繊維を持つ均質な混合物を形成することが
好ましい。この樹脂が支持手段42,51に含浸
もし、支持手段30に接着する。硝子繊維は一般
的に硬化した樹脂の中で不規則な向きを持つ。樹
脂の望ましい特性としては、硝子繊維並びに支持
装置の部品との両立性、硬化時の容積収縮率が小
さいこと、並びに硬化するまでにコイル支持装置
及び硝子繊維に完全に溢れる様にする適切なゲル
又は硬化時間が含まれる。この代りに、樹脂をコ
イル集成体に入れる前に、硝子繊維を樹脂と混合
してもよいが、用途によつては、この結果、混合
物が濃くなりすぎて、適切な流動が得られなかつ
たり、並びに/又は硬化時に硝子繊維の分離が起
ることがある。
の間、及び支持手段42と型46の間の空間をば
らばらに詰込んだ乾いた寸断した硝子繊維で埋め
る。この硝子繊維は、約1/8吋の長さ及び約0.010
吋の直径を持つことが好ましい。こうして夫々カ
プセル封じ手段36,38,44を形成する為に
空間に送出される硬化性樹脂の強度を強める。こ
の為、その場所で形成されるカプセル封じ手段3
6,38,44は、樹脂で飽和した硝子繊維で構
成され、これが樹脂全体にわたつて一様に分散し
た硝子繊維を持つ均質な混合物を形成することが
好ましい。この樹脂が支持手段42,51に含浸
もし、支持手段30に接着する。硝子繊維は一般
的に硬化した樹脂の中で不規則な向きを持つ。樹
脂の望ましい特性としては、硝子繊維並びに支持
装置の部品との両立性、硬化時の容積収縮率が小
さいこと、並びに硬化するまでにコイル支持装置
及び硝子繊維に完全に溢れる様にする適切なゲル
又は硬化時間が含まれる。この代りに、樹脂をコ
イル集成体に入れる前に、硝子繊維を樹脂と混合
してもよいが、用途によつては、この結果、混合
物が濃くなりすぎて、適切な流動が得られなかつ
たり、並びに/又は硬化時に硝子繊維の分離が起
ることがある。
この発明に従つて変圧器の巻線及びその他の部
分をカプセル封じすることによつて得られたモノ
リシツク構造の為、並びに使われる任意の適当な
カプセル封じ手段36,38,44に予想される
熱伝導容量が比較的小さい為、変圧器の大抵の用
途では、鉄心20の少なくとも脚22,24,2
6の内部冷却が必要である。然し、鉄心の少なく
とも一部分を積極的に冷却する必要がないとみな
される場合でも、この発明は変圧器に用いること
が出来る。
分をカプセル封じすることによつて得られたモノ
リシツク構造の為、並びに使われる任意の適当な
カプセル封じ手段36,38,44に予想される
熱伝導容量が比較的小さい為、変圧器の大抵の用
途では、鉄心20の少なくとも脚22,24,2
6の内部冷却が必要である。然し、鉄心の少なく
とも一部分を積極的に冷却する必要がないとみな
される場合でも、この発明は変圧器に用いること
が出来る。
以上、コイル支持装置が変圧器の巻線を形成す
る導体を半径方向及び軸方向に支持し、故障によ
る力を拘束し且つそれに抵抗するのに適切な支持
が得られる様にした、変圧器に対するコイル支持
装置を図面に示して説明した。更に、コイル支持
装置が熱による力に対処し、変圧器の鉄心の積層
板の振動による力を拘束すると共にそれに抵抗す
ることが出来る様な変圧器に対するコイル支持装
置を図面に示して説明した。
る導体を半径方向及び軸方向に支持し、故障によ
る力を拘束し且つそれに抵抗するのに適切な支持
が得られる様にした、変圧器に対するコイル支持
装置を図面に示して説明した。更に、コイル支持
装置が熱による力に対処し、変圧器の鉄心の積層
板の振動による力を拘束すると共にそれに抵抗す
ることが出来る様な変圧器に対するコイル支持装
置を図面に示して説明した。
例としてこの発明の或る好ましい特徴だけを説
明したが、当業者には種々の変更が考えられよ
う。特許請求の範囲は、この発明の範囲内に属す
るこの様な全ての変更を包括するものであること
を承知されたい。
明したが、当業者には種々の変更が考えられよ
う。特許請求の範囲は、この発明の範囲内に属す
るこの様な全ての変更を包括するものであること
を承知されたい。
第1図は、この発明のコイル支持装置を持つ変
圧器の側面図、第2図は第1図の線2−2の矢印
で示した方向に見た図、第3A図は第2図の線3
−3の矢印の方向に見た図、第3B図は第3A図
に示した導体37の拡大断面図、第3C図は第3
A図に示した導体27の拡大断面図である。 主な符号の説明、20:鉄心、22,24,2
6:脚、25,35:巻線、30:支持手段
(棒)、36,38,44:カプセル封じ手段、4
2:支持手段。
圧器の側面図、第2図は第1図の線2−2の矢印
で示した方向に見た図、第3A図は第2図の線3
−3の矢印の方向に見た図、第3B図は第3A図
に示した導体37の拡大断面図、第3C図は第3
A図に示した導体27の拡大断面図である。 主な符号の説明、20:鉄心、22,24,2
6:脚、25,35:巻線、30:支持手段
(棒)、36,38,44:カプセル封じ手段、4
2:支持手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1つの脚26を有する鉄心20と
コイル集成体とを含む変圧器に於て、該コイル集
成体が、 巻装ドラムの周りに形成され、前記脚から隔た
り且つ少なくともその一部分を円周方向に取巻く
第1の巻線25と、 前記第1の巻線から隔たり且つ少なくともその
一部分を円周方向に取巻く第2の巻線35と、 前記第1及び第2の巻線の間に配置された第1
の支持手段30とを含み、該第1の支持手段は相
隔たつて環状に配列された棒と該相隔たつた棒に
固定された少なくとも1つの締付けリングとを有
して、該第1及び第2の巻線の間の軸方向の相対
的な運動を抑制し、更に、 前記第2の巻線の外周の少なくとも一部分の周
りに配置されていて、半径方向外向きの膨張を拘
束する為に硝子クロスの巻装から成る第2の支持
手段42と、 樹脂で飽和した硝子繊維から成り、前記脚と前
記巻装ドラムの内面の間に収容された第1のカプ
セル封じ手段36と、 各々の前記相隔たつた棒の少なくとも一部分を
包囲し、且つ樹脂で飽和した硝子繊維から成り、
前記第1及び第2の巻線の間に配置された第2の
カプセル封じ手段38と、 前記第2の支持手段の外周の周りに配置された
第3のカプセル封じ手段44とを含み、該第3の
カプセル封じ手段は樹脂で飽和した硝子繊維から
成り、前記第1及び第2の巻線手段、第1及び第
2の支持手段及び第1、第2の及び第3のカプセ
ル封じ手段を含むモノリシツク構造が形成される
変圧器。 2 特許請求の範囲第1項に記載の変圧器に於
て、前記巻装ドラムの内面41がポリテトラフル
オロエチレンで被覆され、前記第1のカプセル封
じ手段及び脚を損傷せずに、前記第1及び第2の
巻線手段、第1及び第2の支持手段及び第2及び
第3のカプセル封じ手段を取外すことが出来る変
圧器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/818,843 US4663604A (en) | 1986-01-14 | 1986-01-14 | Coil assembly and support system for a transformer and a transformer employing same |
| US818843 | 1992-01-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62195107A JPS62195107A (ja) | 1987-08-27 |
| JPH0453088B2 true JPH0453088B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=25226570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62004236A Granted JPS62195107A (ja) | 1986-01-14 | 1987-01-13 | 変圧器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4663604A (ja) |
| JP (1) | JPS62195107A (ja) |
| KR (1) | KR910003434B1 (ja) |
| CN (1) | CN1008412B (ja) |
| CH (1) | CH672693A5 (ja) |
| IT (1) | IT1201143B (ja) |
Families Citing this family (24)
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