JPH06333749A - 変圧器 - Google Patents
変圧器Info
- Publication number
- JPH06333749A JPH06333749A JP11750493A JP11750493A JPH06333749A JP H06333749 A JPH06333749 A JP H06333749A JP 11750493 A JP11750493 A JP 11750493A JP 11750493 A JP11750493 A JP 11750493A JP H06333749 A JPH06333749 A JP H06333749A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- heat pipe
- transformer
- loop
- oil
- 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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- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Transformer Cooling (AREA)
- Regulation Of General Use Transformers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷却特性が向上できると共に小形軽量に構成
でき、しかも静電シールド機能を持たせてコイルへのサ
ージ移行電圧を低減する。 【構成】 円板状に巻回した単位コイル１６ａを軸方向
に積み重ねて構成したコイル１６は、コイル状に巻回形
成したループ形ヒートパイプ１０の受熱部１０ａを単位
コイル１６ａの巻回面に密接して配設し、放熱部１０ｂ
をコイル１６外部の油中に配設して構成する。このルー
プ形ヒートパイプ１０は一箇所を接地して静電シールド
機能を持たせる。
でき、しかも静電シールド機能を持たせてコイルへのサ
ージ移行電圧を低減する。 【構成】 円板状に巻回した単位コイル１６ａを軸方向
に積み重ねて構成したコイル１６は、コイル状に巻回形
成したループ形ヒートパイプ１０の受熱部１０ａを単位
コイル１６ａの巻回面に密接して配設し、放熱部１０ｂ
をコイル１６外部の油中に配設して構成する。このルー
プ形ヒートパイプ１０は一箇所を接地して静電シールド
機能を持たせる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は本体タンク内に収納され
た鉄心，コイルおよび絶縁物等から構成される変圧器中
身で発生する熱をループ形ヒートパイプを用いて冷却す
る変圧器に関するものである。
た鉄心，コイルおよび絶縁物等から構成される変圧器中
身で発生する熱をループ形ヒートパイプを用いて冷却す
る変圧器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、車両変圧器においては、ぎ装
上の制限から小形軽量であることが強く要求される。こ
のため一般の変圧器に比べて銅機械として、変圧器の中
身重量の内で大きな割合を占める鉄心の重量を低減する
設計がなされる。
上の制限から小形軽量であることが強く要求される。こ
のため一般の変圧器に比べて銅機械として、変圧器の中
身重量の内で大きな割合を占める鉄心の重量を低減する
設計がなされる。
【０００３】しかしながら、銅機械にすることにより銅
損が増加することになり、コイルの発熱量が増加するこ
とになるので、コイルの冷却構造が重要になってにく
る。車両変圧器における交互コイル配置構造において
は、円板状の単位コイルを軸方向に積み重ね、各単位コ
イル間には絶縁を兼ねた油道が設けられて絶縁油を循環
させる構成となっている。コイルは一般に水平に置かれ
るため、自然対流による冷却では十分な冷却効果を期待
できない。したがって油ポンプを用いた強制油循環方式
が採用されている。
損が増加することになり、コイルの発熱量が増加するこ
とになるので、コイルの冷却構造が重要になってにく
る。車両変圧器における交互コイル配置構造において
は、円板状の単位コイルを軸方向に積み重ね、各単位コ
イル間には絶縁を兼ねた油道が設けられて絶縁油を循環
させる構成となっている。コイルは一般に水平に置かれ
るため、自然対流による冷却では十分な冷却効果を期待
できない。したがって油ポンプを用いた強制油循環方式
が採用されている。
【０００４】図４に車両用変圧器の概略構成を示す。１
は鉄心、コイル、絶縁物等からなる変圧器中身を収納し
た本体タンクで、この本体タンク１に配管２および油ポ
ンプ３を介して油冷却器４が接続される。そしてコイル
で発生した熱はコイルを構成する単位コイル間の油道に
存在する油へ伝達され、その油はさらに油ポンプ３によ
り循環されて油冷却器４に流入し、ここで外部に放出さ
れる。油冷却器４は一般に送風機５を取り付けた強制送
風冷却方式のものが用いられる。油冷却器４で冷却され
た油は再び油配管２を通って本体タンク１内へ送り込ま
れる。本体タンク１は小形軽量とするために極力油量を
減らすべく、フォームフィットタイプのタンク構造を用
いる。フォームフィットの本体タンク１に納めた変圧器
中身の構造を図５に示す。コイル６は矩形板状に巻回さ
れた単位コイル６ａを平板絶縁物６ｂを介して多数軸方
向に積層して構成される。平板絶縁物６ｂにはスペーサ
６ｃを貼付けて単位コイル６ａ間に油道７を形成してい
る。またコイル６に鎖交するように鉄心８が配置されて
おり、この鉄心８とコイル６間およびコイル６と本体タ
ンク１間にも絶縁物６ｄが挿入される。
は鉄心、コイル、絶縁物等からなる変圧器中身を収納し
た本体タンクで、この本体タンク１に配管２および油ポ
ンプ３を介して油冷却器４が接続される。そしてコイル
で発生した熱はコイルを構成する単位コイル間の油道に
存在する油へ伝達され、その油はさらに油ポンプ３によ
り循環されて油冷却器４に流入し、ここで外部に放出さ
れる。油冷却器４は一般に送風機５を取り付けた強制送
風冷却方式のものが用いられる。油冷却器４で冷却され
た油は再び油配管２を通って本体タンク１内へ送り込ま
れる。本体タンク１は小形軽量とするために極力油量を
減らすべく、フォームフィットタイプのタンク構造を用
いる。フォームフィットの本体タンク１に納めた変圧器
中身の構造を図５に示す。コイル６は矩形板状に巻回さ
れた単位コイル６ａを平板絶縁物６ｂを介して多数軸方
向に積層して構成される。平板絶縁物６ｂにはスペーサ
６ｃを貼付けて単位コイル６ａ間に油道７を形成してい
る。またコイル６に鎖交するように鉄心８が配置されて
おり、この鉄心８とコイル６間およびコイル６と本体タ
ンク１間にも絶縁物６ｄが挿入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで車両用変圧器
では、コイル６の各部へ絶縁油９が均等に流れるように
するために、単位コイル６ａの相互間には油道を設ける
必要がある。単位コイル６ａ間の寸法は冷却と絶縁で定
まることになるが、低圧コイルの場合は単位コイル６ａ
間の電圧が低いため、ほとんど冷却により単位コイル間
の寸法が決定される。
では、コイル６の各部へ絶縁油９が均等に流れるように
するために、単位コイル６ａの相互間には油道を設ける
必要がある。単位コイル６ａ間の寸法は冷却と絶縁で定
まることになるが、低圧コイルの場合は単位コイル６ａ
間の電圧が低いため、ほとんど冷却により単位コイル間
の寸法が決定される。
【０００６】また単位コイル６ａ間は短絡時に機械力が
発生するため、絶縁油９の流れを確保しながら単位コイ
ル６ａを支えるためのスペーサ６ｃを設けなければなら
ない。しかしながらスペーサ６ｃを設けることは単位コ
イル６ａの冷却面積を低減することになり、単位コイル
６ａの温度を所定の値に保つためには、コイルの導体サ
イズを大きくして電流密度を下げて発生損失を低減する
必要がある。コイル導体の寸法を増加するとコイル６の
重量の増加とともに、コイル６を取り巻く鉄心８および
本体タンク１の寸法、重量の増加にもなる。
発生するため、絶縁油９の流れを確保しながら単位コイ
ル６ａを支えるためのスペーサ６ｃを設けなければなら
ない。しかしながらスペーサ６ｃを設けることは単位コ
イル６ａの冷却面積を低減することになり、単位コイル
６ａの温度を所定の値に保つためには、コイルの導体サ
イズを大きくして電流密度を下げて発生損失を低減する
必要がある。コイル導体の寸法を増加するとコイル６の
重量の増加とともに、コイル６を取り巻く鉄心８および
本体タンク１の寸法、重量の増加にもなる。
【０００７】さらに矩形コイルの場合は、鉄心脚との関
係からコイル油出口側短辺の内側部分において油の流れ
に淀みを生じるため、この部分のコイル温度が最も高く
なり、変圧器の温度設計はこの部分で定まることにな
る。一方コイルの他の部分は所定の温度より低くなの
で、無駄のあるコイル構造となる。
係からコイル油出口側短辺の内側部分において油の流れ
に淀みを生じるため、この部分のコイル温度が最も高く
なり、変圧器の温度設計はこの部分で定まることにな
る。一方コイルの他の部分は所定の温度より低くなの
で、無駄のあるコイル構造となる。
【０００８】またコイル６を冷却するために単位コイル
６ａ間の油道の流速は所定の値を確保する必要があり、
このため油ポンプ３を設けているが、単位コイル６ａの
積層枚数が多くなる場合には、油ポンプ３の流量が増加
するという問題がある。
６ａ間の油道の流速は所定の値を確保する必要があり、
このため油ポンプ３を設けているが、単位コイル６ａの
積層枚数が多くなる場合には、油ポンプ３の流量が増加
するという問題がある。
【０００９】さらに高圧コイルにサージ電圧が侵入した
場合には、低圧コイルにサージ電圧が移行して場合によ
っては、低圧コイルもしくは低圧コイルに接続される機
器の絶縁を脅かすことになる。この場合、低圧コイルへ
のサージ移行電圧を低減させるために、高圧コイルと低
圧コイル間に静電シールド板を挿入することも考えられ
るが、寸法の増大を招く問題がある。
場合には、低圧コイルにサージ電圧が移行して場合によ
っては、低圧コイルもしくは低圧コイルに接続される機
器の絶縁を脅かすことになる。この場合、低圧コイルへ
のサージ移行電圧を低減させるために、高圧コイルと低
圧コイル間に静電シールド板を挿入することも考えられ
るが、寸法の増大を招く問題がある。
【００１０】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、その目的は冷却特性が向上できると共に小
形軽量に構成でき、しかも静電シールド機能を持たせて
コイルへのサージ移行電圧を低減できる変圧器を提供す
ることにある。
れたもので、その目的は冷却特性が向上できると共に小
形軽量に構成でき、しかも静電シールド機能を持たせて
コイルへのサージ移行電圧を低減できる変圧器を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、円板状に巻回した単位コイルを軸方向に積
み重ねて構成したコイル、このコイルに鎖交するように
配置した鉄心からなる変圧器中身を本体タンク内に挿入
し、絶縁油を充填してなる変圧器において、ループ形ヒ
ートパイプの受熱部を巻回してコイル状に形成し、この
コイル状の受熱部を単位コイルの巻回面に絶縁物を介し
て密接して配置する一方、ループ形ヒートパイプの放熱
部をコイル外部の油中に配設し、かつこのループ形ヒー
トパイプの一箇所を接地したことを特徴とする。
に本発明は、円板状に巻回した単位コイルを軸方向に積
み重ねて構成したコイル、このコイルに鎖交するように
配置した鉄心からなる変圧器中身を本体タンク内に挿入
し、絶縁油を充填してなる変圧器において、ループ形ヒ
ートパイプの受熱部を巻回してコイル状に形成し、この
コイル状の受熱部を単位コイルの巻回面に絶縁物を介し
て密接して配置する一方、ループ形ヒートパイプの放熱
部をコイル外部の油中に配設し、かつこのループ形ヒー
トパイプの一箇所を接地したことを特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明の変圧器によると、コイルの冷却をルー
プ形ヒートパイプで行なわせることにより、コイル導体
で発生した熱を均等にコイル外部に引き出すことがで
き、更にループ形ヒートパイプの一箇所を接地すること
により、静電シールドの機能を持たせることができる。
プ形ヒートパイプで行なわせることにより、コイル導体
で発生した熱を均等にコイル外部に引き出すことがで
き、更にループ形ヒートパイプの一箇所を接地すること
により、静電シールドの機能を持たせることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１において、円板状に巻回した単位コイル１
６ａを軸方向に積み重ねてコイル１６を構成し、このコ
イル１６に鎖交するように鉄心８を配置して変圧器中身
が構成される。この変圧器中身は本体タンク１１内に挿
入される。本体タンク１１内には絶縁油９が充填され、
この絶縁油９は図示していないが、油ポンプにより強制
循環され送風機付き油冷却器により強制送風冷却され
る。
明する。図１において、円板状に巻回した単位コイル１
６ａを軸方向に積み重ねてコイル１６を構成し、このコ
イル１６に鎖交するように鉄心８を配置して変圧器中身
が構成される。この変圧器中身は本体タンク１１内に挿
入される。本体タンク１１内には絶縁油９が充填され、
この絶縁油９は図示していないが、油ポンプにより強制
循環され送風機付き油冷却器により強制送風冷却され
る。
【００１４】ここでコイル１６を構成する単位コイル１
６ａの巻回面には静電シールド機能を持たせたループ形
ヒートパイプ１０が設けてある。ループ形ヒートパイプ
１０は図２（ａ）および（ｂ）に示すように、逆止弁を
有するループ形細管ヒートパイプを複数本並べて一体と
し、受熱部１０ａを構成する一端部側を矩形板状に巻回
し、放熱部１０ｂを構成する他端部を受熱部１０ａの外
側に配置して構成したものである。なおループ形ヒート
パイプ１０の受熱部１０ａは鉄心脚に対して１ターンを
形成しないよう途中で折り返した巻回構造としてある。
そしてこのループ形ヒートパイプ１０は、図３に示すよ
うに矩形板状に巻回した受熱部１０ａをその片面に配設
した絶縁紙１２を介して単位コイル１６ａの巻回面に密
着させてある。このようなループ形ヒートパイプ１０を
有する単位コイルを複数枚または単体の単位コイルと組
み合わせて必要枚数積層して、低圧二次コイルを構成す
る。ループ形ヒートパイプ１０の受熱部１０ａは１箇所
でリード線１３を介して本体タンク１１に接続し、これ
によりループ形ヒートパイプ１０は接地電位となり、静
電シールドの機能を持つようになる。ループ形ヒートパ
イプ１０により挟まれた単位コイルを低圧二次コイルと
し、高圧一次コイルの外側もしくは高圧一次コイル間に
挿入する交互コイル配置とする。ループ形ヒートパイプ
１０の放熱部１０ｂはコイル外部に引き出し、油中に配
置する。
６ａの巻回面には静電シールド機能を持たせたループ形
ヒートパイプ１０が設けてある。ループ形ヒートパイプ
１０は図２（ａ）および（ｂ）に示すように、逆止弁を
有するループ形細管ヒートパイプを複数本並べて一体と
し、受熱部１０ａを構成する一端部側を矩形板状に巻回
し、放熱部１０ｂを構成する他端部を受熱部１０ａの外
側に配置して構成したものである。なおループ形ヒート
パイプ１０の受熱部１０ａは鉄心脚に対して１ターンを
形成しないよう途中で折り返した巻回構造としてある。
そしてこのループ形ヒートパイプ１０は、図３に示すよ
うに矩形板状に巻回した受熱部１０ａをその片面に配設
した絶縁紙１２を介して単位コイル１６ａの巻回面に密
着させてある。このようなループ形ヒートパイプ１０を
有する単位コイルを複数枚または単体の単位コイルと組
み合わせて必要枚数積層して、低圧二次コイルを構成す
る。ループ形ヒートパイプ１０の受熱部１０ａは１箇所
でリード線１３を介して本体タンク１１に接続し、これ
によりループ形ヒートパイプ１０は接地電位となり、静
電シールドの機能を持つようになる。ループ形ヒートパ
イプ１０により挟まれた単位コイルを低圧二次コイルと
し、高圧一次コイルの外側もしくは高圧一次コイル間に
挿入する交互コイル配置とする。ループ形ヒートパイプ
１０の放熱部１０ｂはコイル外部に引き出し、油中に配
置する。
【００１５】このようにすれば、コイル１６の発生熱
を、近接するループ形ヒートパイプ１０の受熱部１０ａ
に導き、放熱部１０ｂより引き出せる。ループ形ヒート
パイプ１０は受熱部１０ｂをコイル１６と同一形状であ
る矩形板状に構成しているため、コイル１６の発生熱を
均一に作動液を通して除去できる。これによりコイル１
６に局部過熱の発生はなくなる。ループ形ヒートパイプ
１０中の熱伝達は極めて速いので、短時間での繰り返し
過負荷のような変圧器の使用状況下においても放熱の遅
れはなく、変動負荷に強い変圧器が得られる。
を、近接するループ形ヒートパイプ１０の受熱部１０ａ
に導き、放熱部１０ｂより引き出せる。ループ形ヒート
パイプ１０は受熱部１０ｂをコイル１６と同一形状であ
る矩形板状に構成しているため、コイル１６の発生熱を
均一に作動液を通して除去できる。これによりコイル１
６に局部過熱の発生はなくなる。ループ形ヒートパイプ
１０中の熱伝達は極めて速いので、短時間での繰り返し
過負荷のような変圧器の使用状況下においても放熱の遅
れはなく、変動負荷に強い変圧器が得られる。
【００１６】また最高温度となる局部の温度で熱特性が
制約されていたが、コイル１６各部の温度を均一にでき
るため経済的なコイル構成が可能となる。さらにループ
形ヒートパイプ１０は低圧コイルに密着して配設され、
かつ一箇所が接地されて静電シールドの機能を持ってい
るため、低圧コイルの対地静電容量が増加して、高圧コ
イルから低圧コイルへのサージ移行電圧が低減される効
果がある。加えてループ形ヒートパイプ１０を含めて単
位コイル１６ａ間を一体の平板として構成できるので、
短絡機械力に対する耐力が大幅に向上する効果もある。
制約されていたが、コイル１６各部の温度を均一にでき
るため経済的なコイル構成が可能となる。さらにループ
形ヒートパイプ１０は低圧コイルに密着して配設され、
かつ一箇所が接地されて静電シールドの機能を持ってい
るため、低圧コイルの対地静電容量が増加して、高圧コ
イルから低圧コイルへのサージ移行電圧が低減される効
果がある。加えてループ形ヒートパイプ１０を含めて単
位コイル１６ａ間を一体の平板として構成できるので、
短絡機械力に対する耐力が大幅に向上する効果もある。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の変圧器に
よれば、ループ形ヒートパイプの受熱部を巻回してコイ
ル状に形成し、このコイル状の受熱部を単位コイルの巻
回面に絶縁物を介して密接して配置する一方、ループ形
ヒートパイプの放熱部をコイル外部の油中に配設し、か
つこのループ形ヒートパイプの一箇所を接地して静電シ
ールド機能を持たせたことにより、冷却特性が向上する
と共に、静電シールド機能によりコイルへのサージ移行
電圧が低減できて小形軽量に構成できる効果がある。
よれば、ループ形ヒートパイプの受熱部を巻回してコイ
ル状に形成し、このコイル状の受熱部を単位コイルの巻
回面に絶縁物を介して密接して配置する一方、ループ形
ヒートパイプの放熱部をコイル外部の油中に配設し、か
つこのループ形ヒートパイプの一箇所を接地して静電シ
ールド機能を持たせたことにより、冷却特性が向上する
と共に、静電シールド機能によりコイルへのサージ移行
電圧が低減できて小形軽量に構成できる効果がある。
【図１】本発明による変圧器の一実施例の主要部を示す
断面図
断面図
【図２】本発明の一実施例で用いるループ形ヒートパイ
プの構成図を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図
プの構成図を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図
【図３】図２のループ形ヒートパイプを取付けたコイル
を示す正面図
を示す正面図
【図４】車両用変圧器の一般的な構成を示す概略構成図
【図５】従来の変圧器中身の主要部を示す断面図
８は鉄心、９は絶縁油、１０はループ形ヒートパイプ、
１０ａは受熱部、１０ｂは放熱部、１１は本体タンク、
１６はコイル、１６ａは単位コイルを示す。
１０ａは受熱部、１０ｂは放熱部、１１は本体タンク、
１６はコイル、１６ａは単位コイルを示す。
Claims (1)
- 【請求項１】 円板状に巻回した単位コイルを軸方向に
積み重ねて構成したコイルおよびこのコイルに鎖交する
ように配置した鉄心からなる変圧器中身を本体タンク内
に挿入し、絶縁油を充填してなる変圧器において、ルー
プ形ヒートパイプの受熱部を巻回してコイル状に形成
し、このコイル状の受熱部を前記単位コイルの巻回面に
絶縁物を介して密接して配置する一方、ループ形ヒート
パイプの放熱部をコイル外部の油中に配設し、かつこの
ループ形ヒートパイプの一箇所を接地したことを特徴と
する変圧器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11750493A JPH06333749A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 変圧器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11750493A JPH06333749A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 変圧器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06333749A true JPH06333749A (ja) | 1994-12-02 |
Family
ID=14713391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11750493A Pending JPH06333749A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 変圧器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06333749A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0663620A3 (en) * | 1993-10-19 | 1995-08-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Water-based transparent image recording sheet |
| JP6594588B1 (ja) * | 2018-11-19 | 2019-10-23 | 三菱電機株式会社 | 静止誘導機器 |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP11750493A patent/JPH06333749A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0663620A3 (en) * | 1993-10-19 | 1995-08-02 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Water-based transparent image recording sheet |
| JP6594588B1 (ja) * | 2018-11-19 | 2019-10-23 | 三菱電機株式会社 | 静止誘導機器 |
| WO2020105078A1 (ja) * | 2018-11-19 | 2020-05-28 | 三菱電機株式会社 | 静止誘導機器 |
| US11967447B2 (en) | 2018-11-19 | 2024-04-23 | Mitsubishi Electric Corporation | Stationary induction apparatus |
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