JPH0585023U - 変圧器の巻線構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小形化に最適な変圧器の巻線構造を提供する
こと。 【構成】 コイルの端部においては、第１層目が前記コ
イルの巻き軸方向に６回巻回され、その後、２層目以降
第４層目までは、巻回される層の巻回回数よりもそれぞ
れ１回づつ少ない回数で当該端部を揃えるようにして巻
き始めコイル部が形成され、当該巻き始めコイル部に連
なって、当該巻き始めコイル部または隣接する巻線のそ
れぞれの層の巻線に隣接するようにして前記コイルの巻
き周方向に巻線が巻回されて構成される斜め巻きコイル
部が形成され、当該斜め巻きコイル部に連なって、巻き
空間の存在するそれぞれの層の巻線に隣接するようにし
て前記コイルの巻き周方向に巻線が巻回されて構成され
る巻き終わりコイル部が形成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、変圧器の巻線構造に係るものであり、特に、二次側巻線の各部の分 布電圧を均一化させ、変圧器の小形化を図ることのできる変圧器の巻線構造に関 するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般的に、変圧器は、一次側の電圧を必要な電圧に変成する役割を担うもので あるが、特別なものを除き二次側の電圧は一次側のそれよりも低くされる。変圧 器の二次側から出力される電圧は、一次側に印加されている電圧と、一次側と二 次側とにそれぞれ巻回されているコイルの巻数比とによって決定される。したが って、高電圧から低電圧を変成する変圧器にあっては、二次側のコイルの巻数は かなり多くなる。 二次側の巻数が多い場合には、結果的にその二次側のコイルのインダクタンス が大きくなって、変圧器への電圧印加開始時及びその終了時さらには二次側の電 流変動などによってそのコイルの巻回始点部と巻回終点部との間でかなりの高電 圧が発生する恐れがある。このような高電圧が発生すると、アーク放電が発生し て線間あるいは相間の絶縁破壊が起こる。 このような不具合の発生を解消するため、従来では例えば図１に示すように、 二次側のコイルを所定回数ごとに位置を変えて，つまり分割して巻回し、その分 割した境界部には絶縁層を形成するようにしたり、図２に示すように、二次側の コイルを所定回数ごとに絶縁層を介して層を変えて，つまり分層して巻回するよ うにしている。このような巻線構造とすれば、上記のような原因で誘起される電 圧は、コイル内に介在されている各絶縁層毎に分割して分担されることとなるか ら、アーク放電の発生を回避することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような巻線構造を採用した従来の変圧器にあって、前述の ようにコイルを分割して巻回するようにしたものは、分割した境界部を絶縁する 絶縁層の占める体積の割合が非常に大きく、例えばその部分の割合は変圧器の体 積の３０〜５０％を占め、その小形化に対しては非常に不利な巻線構造であると 言える。また、コイルを分層して巻回するようにしたものは、分割して巻回する ものよりも小形化に対しては若干有利であると言えるが、制作工程が非常に複雑 になるという欠点がある。したがって、従来のいずれも巻線構造も小形化には不 向きであると言える。 本考案は、以上のような従来の問題点に鑑みて成されたものであり、小形化に 最適な変圧器の巻線構造の提供を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するための本考案は、変圧器の一次側又は二次側の巻線構造で あって、一次側又は二次側に巻回されるコイルの巻き周方向の巻き重ね回数を層 数Ｎとした場合、当該コイルの端部においては、第１層目が前記コイルの巻き軸 方向にＮ＋１巻回される一方、第２層目以降第Ｎ−１層目までは、巻回される層 の巻回回数よりもそれぞれ１回づつ少ない回数で当該端部を揃えるようにして巻 回されて構成される巻き始めコイル部が形成され、当該巻き始めコイル部に連な って、当該巻き始めコイル部または隣接する巻線のそれぞれの層の巻線に隣接す るようにして前記コイルの巻き周方向に巻線が巻回されて構成される斜め巻きコ イル部が形成され、当該斜め巻きコイル部に連なって、巻き空間の存在するそれ ぞれの層の巻線に隣接するようにして前記コイルの巻き周方向に巻線が巻回され て構成される巻き終わりコイル部が形成されていることを特徴とする。 また、前記一次側のコイルは、絶縁層を介して前記二次側のコイルの外周に巻 回されていることを特徴とする。

【０００５】

【作用】

このように構成した本考案にあっては、以上のように二次側のコイルが斜めに 巻回されているから、各巻線相互間にかかる電圧はそれほど大きくはなくなり、 アーク放電のおそれはなくなる。つまり、従来の分割あるいは分層の巻線構造の ものと同等の効果が得られるようになる。

【０００６】

【実施例】

以下、添付した図面を参照して本考案を詳細に説明する。 図３は、本考案にかかる巻線構造を有した変圧器の等価回路図である。図のよ うに、本考案の変圧器は一般的な変圧器とは巻線構造が異なるものの、その等価 回路は一般的な変圧器のそれと同一となっている。 図４は、本考案にかかる巻線構造を有する変圧器の巻線部分の断面図である。 図に示すように、この実施例で例示するものは、二次側の低圧巻線と一次側の高 圧巻線とが同一鉄心に巻回されるタイプのものである。二次巻線３０２は、鉄心 ３０４に直接巻回される。さらに、この二次巻線３０２には、絶縁層３０３を介 して一次巻線３０１が重ねて巻回される。

【０００７】 この二次巻線は変圧器を製造する過程において次のような順序で巻回される。 図では、理解を容易にするために１００回巻き５層構造の巻線構造が例示してあ る。図中巻線に付してある番号は巻線の巻回順番を示すものである。まず、二次 巻線の巻き始めにおいては、第１回から第６回目までは図示するように鉄心３０ ４の軸方向に隣接させて巻回する。次に、層を変えて巻回された第１層目の巻線 に重ねて、第７回から第１１回目までを図示のようにこの第２層目の巻き始めを 第１層目の巻き始めに揃えて軸方向に隣接させて巻回する。以降同様に図示のよ うに順次巻回して５層から成る巻き始めコイル部を形成する。ただ、第５層目と 第４層目の巻回回数は同一となっている。次に、この巻き始めコイル部の斜面に 沿って、第１層目から第５層目までを順次巻線の周方向に重ねて巻回する。これ を鉄心３０４の終端部に至るまで連続して行ない斜め巻きコイル部を形成する。 この斜め巻きコイル部を構成するそれぞれの斜め巻き単コイルは、４層の巻線に よって構成される。例えば、巻き始めコイル部に隣接して巻回される第１番目の 斜め巻きコイルは、２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６によって構成さ れていると見ることができるが、その巻線の内の２２，２３，２４，２５によっ て斜め巻き単コイルが形成されていると見る。この隣に位置する第２番目の斜め 巻き単コイルは、２７，２８，２９，３０からなる。また、１４番目の斜め巻き 単コイルは、８７，８８，８９，９０からなる。さらに、斜め巻きコイル部の終 端に至った後もこの斜めに巻く原則にしたがって順次図示のように巻回され、巻 き終わりコイル部が形成される。 以上のようにして二次巻線の巻回が終了した後には、形成された二次巻線の外 周部に絶縁層３０３を形成した後に、一次巻線３０１が巻回される。

【０００８】 このようにして巻回され形成された二次巻線にあっては、それぞれ隣接する巻 数は５巻きを越えず、特に、斜めに巻回された巻線は、図示するように１４個存 在するから、これが総巻数７０回巻きのものに、１４個の絶縁層を設けた従来の 分割巻きのものと同様の効果を持つことになる。また、巻き終わりコイル部も２ 個に分割されたものと見ることができる。 このように、本考案の巻線構造によれば、従来のように分割するための絶縁層 が不要となるから、その絶縁層に要した体積分その変圧器を小形化することがで きる。また、その巻線構造も複雑ではないから、生産性の向上とコスト低減に寄 与できるようになる。尚、本実施例においては、１００回巻きの変圧器の巻線構 造を例示したが、これに限られず、本考案の思想を適用することができるもので あれば、何回巻きのものであろうと応用可能であるのはもちろんである。

【０００９】

【考案の効果】

以上の説明により明らかなように、本考案によれば、変圧器の小形化及び低コ スト化を図ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来の変圧器における分割式の巻線構
造を示す図である。

【図２】図２は、従来の変圧器における分層式の巻線構
造を示す図である。

【図３】図３は、本考案にかかる巻線構造を有する変圧
器の等価回路図である。

【図４】図４は、本考案の巻線構造を有する変圧器の断
面図である。

【図５】図５は、図４に示した巻線構造の巻き順を説明
するための図である。

【符号の説明】

３０１…一次巻線 ３０２…二次巻線 ３０３…絶縁層 ３０４…鉄心

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】変圧器の一次側又は二次側の巻線構造であ
   って、一次側又は二次側に巻回されるコイルの巻き周方
   向の巻き重ね回数を層数Ｎとした場合、当該コイルの端
   部においては、第１層目が前記コイルの巻き軸方向にＮ
   ＋１巻回される一方、第２層目以降第Ｎ−１層目まで
   は、巻回される層の巻回回数よりもそれぞれ１回づつ少
   ない回数で当該端部を揃えるようにして巻回されて構成
   される巻き始めコイル部が形成され、当該巻き始めコイ
   ル部に連なって、当該巻き始めコイル部または隣接する
   巻線のそれぞれの層の巻線に隣接するようにして前記コ
   イルの巻き周方向に巻線が巻回されて構成される斜め巻
   きコイル部が形成され、当該斜め巻きコイル部に連なっ
   て、巻き空間の存在するそれぞれの層の巻線に隣接する
   ようにして前記コイルの巻き周方向に巻線が巻回されて
   構成される巻き終わりコイル部が形成されていることを
   特徴とする変圧器の巻線構造。
2. 【請求項２】前記一次側のコイルは、絶縁層を介して前
   記二次側のコイルの外周に巻回されていることを特徴と
   する請求項１記載の変圧器の巻線構造。