JPH0574634A - 変圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブロック鉄心を用いた変圧器において、接合
面に特別な加工処理を施すことなく変圧器性能の向上を
図り、しかも変圧器の製造コストを低減する。 【構成】 ブッロック鉄心により形成したレッグ部材１
ｂ，１ｄとヨーク部材１ａ，１ｃの接合端面に０．０５
〜０．８ｍｍ幅の磁気空隙１０を設ける。これにより、
無負荷損失が大幅に減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は変圧器、より詳しくは、
組み立てが容易でしかも無負荷損失の少ない変圧器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の変圧器は、図４に示すようなシン
グルラップ式の鉄心を用いたものが一般的である。

【０００３】このシングルラップ式の鉄心を用いた変圧
器は、ヨーク部材ａ用の鉄板ｂの両端に、レッグ部材ｃ
用の鉄板ｄを一枚ずつ交互に積み重ね、ヨーク部材ａと
両レッグ部材ｃ，ｃとでＵ字状に形成し、次いで両レッ
グ部材ｃ，ｃにコイルｅを装填し、更にこのレッグ部材
ｃ，ｃの端部に、ヨーク部材ｆの鉄心用鉄板ｇを一枚づ
つ差し込んで組立てている。このため組み立てに多くの
人手を要し製造効率が非常に悪い。

【０００４】そこで、このような変圧器組み立ての問題
点を解消するため、本願発明者は、鉄心用鉄板を積層し
てブロック化した変圧器用のブロック鉄心を案出した。

【０００５】このブロック鉄心を用いた変圧器は、ブロ
ック鉄心の端部を突き合わせ、固定枠で接合固定するだ
けで組み立てることができるため、従来のように、組み
立て段階で鉄心用鉄板を一枚づつ交互に積み重ねる必要
がなく、組み立て作業効率の大幅な向上が可能である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このブロッ
ク鉄心に使用する鉄板は、切断加工の際、通常０．１ｍ
ｍ程度の誤差が生じ、数百枚の鉄板を重ね合わせ積層す
ると、その端部には加工誤差からくる凹凸が生じること
となる。このため、平滑な接合面を確保することができ
ず、接合部において接触している部分と接触していない
部分の磁気抵抗が一定しないため、これが変圧器の無負
荷損失を増大させる原因となっている。

【０００７】このため、ブロック鉄心の接合面を密着状
態で接合させ無負荷損失を抑えるために、切断時の加工
精度を上げたり、またブロック鉄心形成後、再度接合面
の加工処理を行ってこれに対処しており、これがブロッ
ク鉄心を用いた変圧器のコストアップの原因ともなって
いる。

【０００８】本発明は、ブロック鉄心を用いた変圧器の
上記問題点を解消するものであり、接合面に特別な加工
処理を施すことなく変圧器性能の向上を図り、しかも変
圧器の製造コストを低減することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】一般に、ブロック鉄心の
各接合面は密着させた方が変圧器性能をより向上させる
ものと考えられており、このため、密着精度を上げるた
めに上記したような種々の方策が採られている。ところ
が、本願発明者は、変圧器性能の向上を図るため種々の
実験を行うなかで、ブロック鉄心どうしを密着状態で接
合させるより、適当な隙間を設けた方が変圧器性能が向
上するということを知見した。そして、この知見に基づ
き本発明を完成するに至ったものである。

【００１０】すなわち、本発明の変圧器は、積層された
鉄心用鉄板を結束手段により結束してブロック化したレ
ッグ部材及びヨーク部材の各端面を接合固定して形成し
た変圧器用鉄心を備えた変圧器において、前記レッグ部
材とヨーク部材との接合端面に０．０５〜０．８ｍｍ幅
の磁気空隙を設けたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】図３は、ブロック鉄心接合面に形成した磁気空
隙のギャップ幅と無負荷損失の関係を示すグラフであ
る。

【００１２】同図において、破線で示すのは、周波数５
０Ｈ_Z 、最大磁束密度１．７テスラの時の無負荷損失
（Ｗ／ｕｎｉｔ）を示し、又実線は、周波数５０Ｈ_Z 、
最大磁束密度１．５テスラの時の無負荷損失（Ｗ／ｕｎ
ｉｔ）を示す。同図に示すように、ギャップ幅と無負荷
損失の間には、明白な相関関係が認められ、磁気空隙を
形成するギャップ幅の平均値が略０．０５〜０．８ｍｍ
の範囲で、従来のシングルラップ方式のものよりも無負
荷損失が減少し、特に０．１〜０．３ｍｍの範囲でその
効果が顕著である。

【００１３】なお、鉄心用の鉄板の加工の際、通常０．
１ｍｍ程度の加工誤差が生じるが、本発明の変圧器にお
いては、この加工誤差が上記した、ギャップ幅内に収ま
るため、従来の加工誤差のある鉄心用鉄板でもそのまま
使用することができる。

【００１４】

【実施例】以下図に示す実施例に基づいて本発明を具体
的に説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例である変圧器の
平面図、図２は図１の変圧器に使用した変圧器用鉄心の
斜視図である。

【００１６】変圧器用鉄心１は、ヨーク部材１ａ、１c
、レッグ部材１ｂ、１ｄで構成されており、５はこれ
らのヨーク部材１ａ、１c 、レッグ部材１ｂ、１ｄを固
定する固定枠、８はレッグ部材１ｂ、１ｄに巻回された
コイルである。

【００１７】ヨーク部材１ａ、１c 及びレッグ部材１
ｂ、１ｄは、図２に示すように略同一形状・寸法の鉄心
用鉄板２を多数積層し、これをガラステープ３等の結束
手段を用いて結束しブロック化したブロック鉄心であ
る。

【００１８】鉄心用鉄板２は、透磁率が大きく鉄損の少
ない、厚さ０．２３ｍｍ〜０．３５ｍｍの電磁鋼板を用
いており、またヨーク部材１ａ、１c 及びレッグ部材１
ｂ、１ｄの両端部には、接合状態においてそれぞれ直角
となるようなテーパ部４を形成している。

【００１９】固定枠５は、ヨーク部材１ａ、１c とレッ
グ部材１ｂ、１ｄを外側から接合固定するものであり、
Ｕ型部材５ａとこれと組合せて用いるＩ型部材５ｂとを
備えている。Ｉ型部材５ｂの両端部にはＵ型部材５ａと
締着するためのボルト６ｃ等の固定手段を、またＵ型部
材５ａの四隅には、ヨーク部材１ａ、１c 及びレッグ部
材１ｂ、１ｄの接合部を押圧固定するためのボルト６
ａ、６ｂ等の固定手段を設けている。更にこのボルト６
ａ、６ｂが変圧器用鉄心１と接触する部分には、集中荷
重を避けるために押圧部材７ａ、 ７b を設けている。９
は、鉄心用鉄板２に製造誤差があった場合外側方向にず
らすための溝であり、変圧器用鉄心１の四隅先端に設け
ている。

【００２０】ヨーク部材１ａ、１c 及びレッグ部材１
ｂ、１ｄの各接合端面には、無負荷損失を削減させるた
めの磁気空隙を形成するスペーサ１０が装填されてい
る。このスペーサ１０としては、所定の隙間を確保し、
かつ非磁性，電気絶縁性のあるものであればよいが、例
えば絶縁性に優れたクラフト紙や合成樹脂板等を用いる
ことができる。

【００２１】本実施例では、内鉄形の単相変圧器につい
て述べたが、無論これに限定されるものではなく、外鉄
形や三相変圧器に用いることも可能であり、また、ブロ
ック鉄心の両端部にテーパを設けない、所謂短冊状のブ
ロック鉄心について採用することも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の変圧器
は、レッグ部材とヨーク部材との接合端面に磁気空隙を
設けている。このため、従来のように接合面を密着させ
るための特別な加工処理を要せずして、しかも無負荷損
失の低減が可能となった。また、従来の加工誤差のある
鉄心用鉄板をそのまま使用することができるため、変圧
器用鉄心の大幅なコスト削減を図ることができる。更
に、従来のシングルラップ式鉄心を用いた変圧器と比較
して、組み立て作業効率が３倍〜５倍向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の変圧器を示す平面図であ
る。

【図２】図１の変圧器に使用した鉄心の斜視図である。

【図３】ブロック鉄心接合面のギャップ幅と無負荷損失
の関係を示すグラフである。

【図４】従来の変圧器の斜視図である。

【符号の説明】

１ 変圧器用鉄心 １ａ，１ｃ ヨーク部材 １ｂ，１ｄ レッグ部材 ２ 鉄心用鉄板 ３ テープ（結束手段） ４ テーパ部 ５ 固定枠 ６ ボルト（固定手段） ７ 押圧部材 ８ コイル ９ 溝 １０ スペーサ（磁気空隙）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層された鉄心用鉄板を結束手段により
   結束してブロック化したレッグ部材及びヨーク部材の各
   端面を接合固定して形成した変圧器用鉄心を備えた変圧
   器において、前記レッグ部材とヨーク部材との接合端面
   に平均０．０５〜０．８ｍｍ幅の磁気空隙を設けたこと
   を特徴とする変圧器。