三相五柱式铁芯和静止电磁设备制造技术

本发明专利技术提供一种三相五柱式铁芯和静止电磁设备，其能够缓和在中央的铁芯的磁通集中，从而防止该铁芯过热。构成三相五柱式铁芯(10)的4个卷绕铁芯(1)以相互相邻的卷绕铁芯(1)的外周部彼此接触的方式排列成一排，在该相互相邻的卷绕铁芯(1)的外周部彼此接触的铁芯部分卷绕线圈，分别构成U相、V相、W相的磁柱，而且，在4个卷绕铁芯(1)的作为这些磁柱以外的部分的磁轭部，设置有在该磁轭部的侧面绕一周那样的大致矩形环状的追加铁芯(2)，卷绕铁芯(1)和追加铁芯(2)通过绳状或胶带状的捆扎部件(3)被夹紧固定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三相五柱式铁芯和使用三相五柱式铁芯的静止电磁设备。
技术介绍
静止电磁设备(变压器、电抗器等)的铁芯为了抑制涡流引起的损耗而由使用了薄带状磁性材料的卷绕铁芯构成。此处，薄带状磁性材料是将极薄电磁钢板、非晶、纳米晶合金等低损耗磁性材料形成为厚度在100μm以下的薄带而得到的。将这样的薄带状磁性材料按规定的长度切断后重叠多层，构成具有叠接接合部等开放端的U字形的铁芯，从开放端插入线圈后，封闭该开放端，由此构成大致圆形环状或大致矩形环状的所谓的卷绕铁芯。三相静止电磁设备，通过将具有三相线圈的以上那样的卷绕铁芯排列多个而构成，在其配置构成方法中，具有三相三柱式和三相五柱式两种。在三相线圈的两侧具有侧柱的三相五柱式铁芯，与不具有侧柱的三相三柱式相比，虽然框体的宽度变大但是能够抑制高度。因此，三相五柱式铁芯特别能够用于需要框体变低的用途，此外，因为在设置时的稳定性有优势，所以多在大型的三相静止电磁设备中采用。另外，在专利文献1中公开有使用卷绕铁芯的变压器的制造方法的例子(参照专利文献1的图1～图19等)。此外，不仅限于三相五柱式铁芯，在一般的静止电磁设备中，因为来自线圈的漏磁通与铁芯的固定件类和收纳箱等周边结构物交链而产生杂散损耗，所以在很多文献中公开有对此进行抑制的技术。例如在专利文献2中，为了减少杂散损耗记载有“在截面L字形的铁芯夹紧件17、18的表面设置高磁导率的磁屏蔽件20、21，在平板状的铁芯夹紧件19、19的表面设置高磁导率的磁屏蔽件22、22，磁屏蔽件20、22、21在内侧绕组15和外侧绕组16的周围形成闭合磁路。”(参照专利文献2的段落0020，图4)。使用三相五柱式铁芯的三相交流的静止电磁设备，具有两侧的U相、W相线圈间磁路的磁阻(reluctance)大的特征。因此，通过这些线圈产生的磁通在U相、W相的磁柱间不流动，其多数流入到中央的V相的磁柱。其结果是，磁通集中于中央的V相的磁柱，在该铁芯产生的损耗(磁滞损耗等空载损耗)增大。即，在现有的使用三相五柱式铁芯的静止电磁设备，由于磁通集中引起的空载损耗的增大，存在特别是中央的V相的铁芯局部过热这样的技术问题。而在专利文献1、2中，对于磁通集中于中央的V相的磁柱的铁芯和由于空载损耗而使铁芯局部过热的技术问题，均没有任何记载。另外，在专利文献2中，作为与在本专利技术的实施方式中详细说明的追加铁芯2(参照图1等)在结构上类似的构成要素，公开有磁屏蔽件20、22、21。但是，该磁屏蔽件20、22、21是用于降低漏磁通引起的杂散损耗，防止铁芯夹紧件17、18等的过热的部件，而并非用于缓和磁通向三相五柱式铁芯的中央的铁芯集中并防止其过热。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-133141号公报专利文献2：日本特开2002-075752号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题鉴于以上那样的现有技术问题，本专利技术的目的在于，提供能够缓和由三相交流的线圈产生的磁通向中央的铁芯集中，从而能够防止该铁芯过热的三相五柱式铁芯和使用该三相五柱式铁芯的静止电磁设备。用于解决问题的技术方案专利技术的三相五柱式铁芯的特征在于，包括：卷绕铁芯组，其是将4个由薄带状磁性材料重叠多层而构成的大致矩形环状的卷绕铁芯，以相互相邻的卷绕铁芯的外周部彼此接触的方式配置成一排而构成的；和第二铁芯，其隔着绝缘部件地被安装固定于磁轭部的侧面部，其中，上述磁轭部为构成上述卷绕铁芯组的各个卷绕铁芯的铁芯部分中的除构成3个磁柱的铁芯部分以外的部分，上述3个磁柱分别是通过上述相互相邻的卷绕铁芯的外周部彼此接触并卷绕线圈而构成的。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供一种三相五柱式铁芯和使用该三相五柱式铁芯的静止电磁设备，其能够缓和由三相交流的线圈产生的磁通向中央的铁芯集中，从而能够防止该铁芯过热。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的三相五柱式铁芯的结构的立体图的例子。图2是使用图1的三相五柱式铁芯的静止电磁设备的立体图的例子。图3是示意地表示位于图2的静止电磁设备的上边缘的包含追加铁芯的卷绕铁芯的磁轭部的截面结构的例子的图。图4是依据图3的静止电磁设备的上边缘的磁轭部的截面结构的例子来表示夹紧固定卷绕铁芯和追加铁芯的其它例子的图。图5是作为三维电磁场仿真分析的对象而使用的三相五柱式铁芯的静止电磁设备的上半部分的纵截面图的例子。图6是表示三维电磁场仿真分析的结果的例子的图。图7是表示三维电磁场仿真分析的结果的其它例子的图。图8是表示本专利技术的第二实施方式的三相五柱式铁芯的结构的立体图的例子。图9是表示本专利技术的第三实施方式的三相五柱式铁芯的结构的立体图的例子。附图标记的说明1 卷绕铁芯，1a 单位卷绕铁芯，2、2a、2b 追加铁芯(第二铁芯)，3 捆扎部件，4a 高压线圈，4b 低压线圈，5a 高压电极，5b 低压电极，6、6a 绝缘部件，7 固定件，8 双头螺栓，10、10a、10b 三相五柱式铁芯，20 静止电磁设备。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，对各附图，对共同的构成要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。(第一实施方式)图1是表示本专利技术的第一实施方式的三相五柱式铁芯10的结构的立体图的例子，图2是表示使用图1的三相五柱式铁芯10的静止电磁设备20的立体图的例子。另外，在本实施方式中，为了便于说明，静止电磁设备20为三相交流用的变压器，不过也可以为三相交流用的电抗器等。如图1所示，本实施方式的三相五柱式铁芯10通过大致矩形环状的卷绕铁芯1排列设置4个而构成为梯子状。此处，卷绕铁芯1是将由极薄电磁钢板、非晶、纳米晶合金等构成的薄带状磁性材料重叠多层而构成的。此时，4个卷绕铁芯1以各个卷绕铁芯1的环的侧面部与大致相同的面接触的方式排列成一排，并且以在左右方向上相互相邻的卷绕铁芯1的外周部彼此接触的方式配置。即，4个卷绕铁芯1横向一排地呈梯子状地配置在一个面。另外，在本说明书中，作为表示方向的用语，使用上、下、前、后、左、右，这些方向例如在图1中是指在左下表示的箭头方向。此外，在本实施方式中，三相五柱式铁芯10的特征在于还包括作为第二铁芯的追加铁芯2，关于追加铁芯2的详细情况，在之后进行说明。另外，在图1中，各个卷绕铁芯1显示为，2个单位卷绕铁芯1a的彼此相对的侧面部隔着绝缘部件6接合而形成为一体化后的结构。这样，在本实施方式中，卷绕铁芯1可以为由多个单位卷绕铁芯1a以彼此相对的侧面部隔着绝缘部件6的方式接合而得到的结构，或者也可以为仅由一个单位卷绕铁芯1a构成的结构。此处，4个排列成一排的卷绕铁芯1的铁芯部分中，相互相邻的卷绕铁芯1的外周部彼此接触的铁芯部分(图1中表示为U相、V相和W相的部分)，如图2所示的那样，卷绕低压线圈4b和高压线圈4a，因此称为磁柱。另一方面，4个排列成一排的卷绕铁芯1的铁芯部分中不是磁柱的部分称为磁轭部。在本实施方式中，如图1和图2所示那样，在4个排列成一排的卷绕铁芯1的磁轭部的侧面部设置有大致矩形环状的追加铁芯2。即，追加铁芯2设置成在4个卷绕铁芯1的上边缘和下边缘的磁轭部以及2个端部的卷绕铁芯1的左边和右边的磁轭部绕一周。此处，追加铁芯2与卷绕铁芯1同样地，通过将由极薄电磁钢板、非晶、纳米晶合金等构成的薄带状磁性材料重叠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相五柱式铁芯，其特征在于，包括：卷绕铁芯组，其是将4个由薄带状磁性材料重叠多层而构成的大致矩形环状的卷绕铁芯，以相互相邻的卷绕铁芯的外周部彼此接触的方式配置成一排而构成的；和第二铁芯，其隔着绝缘部件地被安装固定于磁轭部的侧面部，其中，所述磁轭部为构成所述卷绕铁芯组的各个卷绕铁芯的铁芯部分中的除构成3个磁柱的铁芯部分以外的部分，所述3个磁柱分别是通过所述相互相邻的卷绕铁芯的外周部彼此接触并卷绕线圈而构成的。

【技术特征摘要】
2015.02.16 JP 2015-0273791.一种三相五柱式铁芯，其特征在于，包括：卷绕铁芯组，其是将4个由薄带状磁性材料重叠多层而构成的大致矩形环状的卷绕铁芯，以相互相邻的卷绕铁芯的外周部彼此接触的方式配置成一排而构成的；和第二铁芯，其隔着绝缘部件地被安装固定于磁轭部的侧面部，其中，所述磁轭部为构成所述卷绕铁芯组的各个卷绕铁芯的铁芯部分中的除构成3个磁柱的铁芯部分以外的部分，所述3个磁柱分别是通过所述相互相邻的卷绕铁芯的外周部彼此接触并卷绕线圈而构成的。2.如权利要求1所述的三相五柱式铁芯，其特征在于：所述第二铁芯为大致矩形环状的铁芯，以绕所述磁轭部一周的方式被安装在该磁轭部的侧面部。3.如权利要求1所述的三相五柱式铁芯，其特征在于：所述第二铁芯为直线方棒状的铁芯，以连续地将所述磁轭部中所述3个磁柱的上方部或下方部的与所述磁柱垂直的4个磁轭部分别连接的方式被安装在该4个磁轭部的侧面部。4.如权利要求1所述的三相五柱式铁芯，其特征在于：所述第二铁芯为长...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗田直幸，上野尚平，佐藤孝平，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：日本;JP