JPH0638218U - 変圧器巻線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 損失が少なく占積率がよいコンパクトな変圧
器の円筒巻線を提供する。 【構成】 鉄心３の外周に複数本の導体を半径方向に並
列に重ねてソレノイド状に複数レヤー巻回して構成され
る変圧器の円筒巻線で、並列にされる各導体毎の全レヤ
ーの合計磁束鎖交量の１／２となる位置で、前記複数本
の並列導体の内外位置を転位して巻回して構成した変圧
器巻線である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、変圧器の並列巻き円筒巻線の導体の転位構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

鉄心の外周に複数本の導体を半径（内外）方向に並列に重ねてソレノイド状に 複数レヤー巻回して構成される変圧器の円筒巻線においては、各並列導体は内側 と外側とで磁束鎖交量が異なり、これを並列とした場合に、循環電流が流れる。 この循環電流を抑制するため、各レヤー毎に巻線の軸方向の中央部で、内外側の 導体の位置を入れ替え転位して同一鎖交量とし、内外側の導体の誘起電圧を均等 （導体間の誘起電圧の差を零）になるようにしている。

【０００３】 例えば、図２に示すように、２本の導体Ａ、Ｂを半径方向に重ねて並列とし２ レヤー巻回した場合には、鉄心３側から１レヤー目の上半分では、導体Ａが内側 に、導体Ｂが外側に配設され、巻線の軸方向の中央部で転位され、１レヤー目の 下半分では導体Ｂが内側に、導体Ａが外側に配設されている。さらに、鉄心３側 から２レヤー目の下半分では、導体Ａが内側に、導体Ｂが外側に配設され、巻線 の軸方向の中央部で転位され、２レヤー目の上半分では導体Ｂが内側に、導体Ａ が外側に配設されている。

【０００４】 従来の円筒巻線の一例として、Ａ、Ｂ２本の導体を並列として巻回した場合、 図３に示すように、鉄心３側のコイル４の漏れ磁束密度をＢ_A、鎖交面積をＳ_A、 誘起電圧をＥ_Aとし、コイル４の外側のコイル５の漏れ磁束密度をＢ_B、鎖交面積 をＳ_B、誘起電圧をＥ_Bとすれば、 Ｅ_A＝−Ｎ・ｄΦ_A／ｄｔ＝−Ｎ・ｄ（Ｂ_A×Ｓ_A）／ｄｔ Ｅ_B＝−Ｎ・ｄΦ_B／ｄｔ＝−Ｎ・ｄ（Ｂ_B×Ｓ_B）／ｄｔ となり、差電圧ΔＥは次のようになる。

【０００５】 ΔＥ＝｜Ｅ_A−Ｅ_B｜＝−Ｎ・ｄ（Ｂ_A×Ｓ_A−Ｂ_B×Ｓ_B）／ｄｔ したがって、Ａ、Ｂ２本の導体の内、外を巻線の軸方向の高さの中央部で転位す ることにより、Ｂ_A×Ｓ_AとＢ_B×Ｓ_Bは、ほぼ等しくなり、差電圧ΔＥは、ほぼ零 となる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、複数の各レヤー毎に内外の入れ替えの転位を行う必要があり、 レヤー数が多い場合、転位作業が多く加工工数がかかる。また、構造上も転位の ためにスペースが必要であり、占積率が低下する。すなわち、図４において、矢 印（→）に示すように、上から導体Ａを内側に、導体Ｂを外側にして巻回してき て、巻線の軸方向の高さの中央部の転位位置で導体Ａを外側に出し、導体Ｂを内 側に入れるためには、斜線で示す転位のための空間｛導体幅のほぼ（１＋α）タ ーン分｝の詰め物６（絶縁物）が必要となり、巻線内の導体の占積率が低下し、 このため巻線全体、変圧器本体が大きくなる。

【０００７】 本考案は以上のような点に鑑みてなされたもので、損失が少なく占積率のよい コンパクトな変圧器の円筒巻線を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の変圧器巻線においては、鉄心の外周に、複数本の導体を半径方向に並 列に重ねてソレノイド状に複数レヤー巻回して構成される変圧器の円筒巻線にお いて、並列にされる各導体毎の全レヤーの合計磁束鎖交量の１／２となる位置で 、前記複数本の並列導体間の内外位置を転位して巻回した構造としている。

【０００９】

【作用】

上述のように、鉄心の外周に、複数本の導体を半径方向に並列に重ねてソレノ イド状に複数レヤー巻回して構成される変圧器の円筒巻線で、並列にされる各導 体毎の全レヤーの合計磁束鎖交量の１／２となる位置で、前記複数本の並列導体 の内外位置を転位して巻回する構成とされているから、内外導体間の転位回数を １回に減らすことができ、転位のためのスペースが不要となって、占積率が向上 し、変圧器全体のコンパクト化が可能となり、導体間循環電流が発生しない良質 の巻線となる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。図１は本考案の変圧器巻線 の実施例を示す結線図で、図１は、絶縁被覆を施した２本の導体１および導体２ を半径方向に重ねて並列とし、鉄心３の外周に２レヤー巻回した場合を示してい る。図１において、１レヤー目の内側位置の磁束密度をＢ₁、周長をＬ₁、巻数を Ｔ₁ターンとし、外側位置の磁束密度をＢ₂、周長をＬ₂、巻数をＴ₁ターンとし、 ２レヤー目の内側位置の磁束密度をＢ₃、周長をＬ₃、巻数をＴ₂ターンとし、外 側位置の磁束密度をＢ₄、周長をＬ₄、巻数をＴ₂ターンとすれば、 Ｌ₁＜Ｌ₂＜Ｌ₃＜Ｌ₄ であるから、１レヤー目に導体１を内側に、導体２を外側にして巻回した場合に は、２レヤー目で転位し、２レヤー目の巻き終りでは、導体２が内側に、導体１ が外側に巻回されることになる。

【００１１】 導体１の誘起電圧をＥ₁、導体２の誘起電圧をＥ₂とすれば、 Ｅ₁＝−（Ｔ₁＋Ｔ₂）ｄΦ₁／ｄｔ Ｅ₂＝−（Ｔ₁＋Ｔ₂）ｄΦ₂／ｄｔ であり、したがって、 Ｂ₁・Ｌ₁・Ｔ₁＋Ｂ₃ ＸＬ₃＋Ｂ₄ Ｌ₄（Ｔ₂−Ｘ） ＝Ｂ₂・Ｌ₂・Ｔ₁＋Ｂ₄ Ｌ₄ Ｘ＋Ｂ₃ Ｌ₃（Ｔ₂−Ｘ） を満足するＸターン位置、すなわち、並列にされる導体１および２の磁束鎖交量 の全レヤーを合計した合計磁束鎖交量の１／２となる位置である２レヤー目の下 からＸターン目の位置において１回だけ内外の入れ替えの転位をすればよいこと になる。

【００１２】 以上は、導体が２本で２レヤーの場合について説明したが、２本で３レヤー以 上の場合でも同様であり、さらに３本以上並列の場合でも同様である。

【００１３】

【考案の効果】

以上述べたように、鉄心の外周に複数本の導体を半径方向に並列に重ねてソレ ノイド状に複数レヤー巻回して構成される変圧器の円筒巻線で、並列にされた各 導体毎の磁束鎖交量の全複数レヤーを合計した合計磁束鎖交量の１／２となる位 置で前記複数本の並列導体間の内外位置を転位して巻回する構成とされているか ら、 （１）内外導体間の転位回数を１回に減らすことができる。

【００１４】 （２）転位のためのスペースが不要となり、占積率が向上するため、コンパクト 化が可能となる。

【００１５】 （３）導体間循環電流が発生しないので、良質の変圧器巻線となる。

【００１６】 等の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の変圧器巻線の実施例を示す結線図。

【図２】従来の変圧器巻線の一例を示す結線図。

【図３】従来の２本の導体を並列として巻回した変圧器
円筒巻線の誘起電圧と転位の関係図。

【図４】従来の変圧器巻線の転位の状態の一例を示す転
位詳細図。

【符号の説明】

１、２…導体 ３…鉄心 Ｂ₁、Ｂ₂、Ｂ₃、Ｂ₄…磁束密度 Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃、Ｌ₄…周長 Ｔ₁、Ｔ₂、Ｘ…ターン数

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄心の外周に複数本の導体を半径方向に
   並列に重ねてソレノイド状に複数レヤー巻回して構成さ
   れる変圧器の円筒巻線において、並列にされる各導体毎
   の全レヤーの合計磁束鎖交量の１／２となる位置で前記
   複数本の並列導体の内外位置を転位したことを特徴とす
   る変圧器巻線。