变压器制造技术

本发明专利技术提供了通过改善铁芯内部的磁通分布，可以提高铁芯特性的卷铁芯接合结构。考虑铁芯内部的磁通密度分布，该卷铁芯具有从铁芯内周侧随着向外周增加重叠量的接合结构或通过适当地配置对接接合和重叠接合而构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器的结构，特别是涉及铁芯的结构。
技术介绍
作为与本专利技术关连的现有技术有例如特开平6-84656号公报和特开平9-7849号公报。在特开平6-84656号公报中，说明了与利用非晶质合金薄带的卷铁芯的制造方法和接合结构有关的技术。在特开平9-7849号公报中，说明了在利用非晶质合金薄带的卷铁芯中，与具有以重叠接合为基本接合结构的铁芯的制造方法及接合结构有关的技术。在现有的卷铁芯中，由于铁芯材料的内外磁路长度差，在铁芯内侧磁通密度高，随着向着外周，磁通密度降低。由于这样，由磁通集中产生磁通波形的变形，产生异常损失，不可避免使特性恶化。
技术实现思路
本专利技术的任务是在变压器的铁芯中，改善铁芯内部的磁通分布，达到提高铁芯特性的目的。在本专利技术中，在层叠卷铁芯的各单元(或层)时，增加接合部分的重叠量，或适当地配置对接接合和重叠接合，使外周侧的磁阻比现有的卷铁芯降低，可以缓和铁芯内内外周上的磁通密度的差别。附图说明图1为作为本专利技术的第一实施例的变压器的结构例的图；图2为图1的变压器中使用的铁芯的截面结构图；图3为铁芯内的磁通分布的说明图；图4为本专利技术的第二实施例的说明图；图5为本专利技术的第三实施例的说明图；图6为本专利技术的第四实施例的说明图； 图7为本专利技术的第五实施例的说明图；图8为本专利技术的第六实施例的说明图；图9为本专利技术的第七实施例的说明图；图10为本专利技术的第八实施例的说明图；图11为本专利技术的第九实施例的说明图；图12为本专利技术的第十实施例的说明图；图13为本专利技术的第十一～第十三实施例的说明图；图14为本专利技术的第十一实施例的说明图；图15为本专利技术的第十四～第十六实施例的说明图；图16为本专利技术的第十四实施例的说明图。具体实施例方式以下，利用附图，说明本专利技术的优选实施例。图1～3为本专利技术的第一实施例的说明图。图1为作为本专利技术的第一实施例的变压器的结构例子的图。图2为图1的变压器中使用的铁芯的接合截面的结构图。图3为铁芯内的磁通分布的说明图。在图1中，1为变压器，2为形成电气回路的励磁用线圈，3为形成磁路的卷铁芯，4为机械地保护变压器的容器。铁芯3例如为将0.02×10m-3～0.60×10-3m左右的板状磁性材料层叠多层，层叠成环状构成的。该层叠多层的板状磁性材料，其两端互相重叠而形成环状。图2为表示图1的变压器中使用的卷铁芯3的接合部分的截面结构图的图。在图2中，3为卷铁芯；B1、B2.....BN为基于构成卷铁芯的板状磁性材料的第一层；U1、U2、.....UN为第一层BN向卷绕方向错开并层叠形成的第二层；LN为卷铁芯3的接合部分的第一层BN的两端互相重叠在卷绕方向的长度。N表示从卷铁芯的最内周侧配置在第N个(N＝1，2，3.....)。该第一层BN随着向着外周，其两端的重叠量LN增加。由于这样，可以抑制磁阻相对于磁路长度的增加的增加，与现有的卷铁芯比较，可以提高外周的磁通密度。另外，作为表示铁芯特性的数值，有铁损。作为理想，以卷铁芯的接合结构为100％，在如上述实施例那样接合的情况下，铁损最小。但是，在使用其他接合结构(例如，对接台阶重叠方式或重叠方式)组合成重叠部分的情况下，铁损增加。由于该增加倾向对于接合数不一定成比例，受接合结构或接合方式的配置影响，因此优选，如果全部接合数的1/2以上采用上述第一实施例所示的接合结构，则可以具有与上述第一实施例大致相同的铁芯特性。图3为现有的卷铁芯和卷铁芯内的磁通分布的说明图。在图3中，a为第1实施例所示的图2的卷铁芯3内的A-A′部分的磁通分布特性，b为第二实施例所示的图4的卷铁芯3内的A-A′部分的磁通分布特性，c为现有的卷铁芯的A-A’部分的磁通分布特性。在实施例1中，可以保持外周侧的磁通密度较高，以使磁阻的增加缓和如实施例1所示那样。由于这样，铁芯内的磁通刻度分布相比于现有的铁芯成为一样的分布，可以提高铁芯特性。图4为本专利技术的第二实施例的说明图，它表示作为第二实施例的变压器中使用的卷铁芯3的接合截面结构图。在图4中，与图2同样，3为卷铁芯；B1、B2......BN为基于构成卷铁芯的板状磁性材料的第一层；U1、U2.....UN为第一层BN向着卷绕方向错开并层叠形成的第二层；LN为卷铁芯3的接合部分的第一层BN的两端互相重叠在卷绕方向上的长度。在第二实施例中，第一层BN的两端的卷绕方向上的重叠长度LN，在相同的第二层UN内具有相同的重叠量LN，其结构为从内周侧至外周侧的层，重叠量LN增加。在第二实施例中，通过使重叠量LN从内周向外周增加，与现有的卷铁芯比较，可以抑制在层叠方向的外周上的磁阻的增加，使铁芯的内外周差造成的磁通密度的差相比于现有的卷铁芯可以均匀地一致，可以提高卷铁芯全体的平均磁通密度。这样，在改善铁芯特性的同时，可使相同的单元内的重叠量LN一致，将磁性材料的使用量抑制至最小限度，可以实现接合作业效率高的接合结构。另外，第二实施例与第一实施例同样，优选，全部接合数的1/2以上为上述实施例的接合。在第一、第二实施例中，第一层BN的重叠量LN，对于变压器容量为5kVA～2000kVA，优选为1mm≤LN≤250mm。在最内周侧的第一层B1上的重叠量L1＝0是理想的，但当考虑现实的制造工序和制造精度时，优选L1在1mm以上。另外，当变压器容量大时，卷铁芯本身也大，最外周的LN与最外周上的磁路长的比例减小，会削弱使磁通密度差均匀的效果。由于这样，当考虑现实的作业性和成本平衡时，优选将最外周侧的LN抑制为250mm左右。图5为本专利技术的第三实施例的说明图，它是表示构成作为第三个箯的变压器的卷铁芯和线圈的关系的图。在图5中，5表示线圈和铁芯的关系为心式形，2为励磁用的线圈，3为卷铁芯，6为卷铁芯的重叠部分。在本第三实施例中，由于铁芯的重叠部分配置在励磁用的线圈的框架外，因此重叠作业容易，另外，由于为心式形，卷铁芯一次重叠作业所需时间少。这样，在第三实施例中，可以提高铁芯特性，并可以大大减少作业时间。图6为本专利技术的第四实施例的说明图，它是表示构成作为第四实施例的变压器的卷铁芯和线圈的关系的图。在图6中，5表示线圈和铁芯的关系为心式形，2为励磁用的线圈，3为卷铁芯，6为卷铁芯的重叠部分。在本第四实施例中，卷铁芯的重叠部分为配置在励磁用的线圈的框架内的结构。由于这样，虽然重叠作业困难，但可以将铁芯的高度尺寸缩小约5％。这样，在第四实施例中，可以提高铁芯特性，而且可以一并使变压器紧凑。图7为本专利技术的第五实施例的说明图，它是表示构成作为第五实施例的变压器的卷铁芯和线圈的关系的图。在图7中，7为表示线圈和铁芯的关系的壳式形，2为励磁用的线圈，3为卷铁芯，6为卷铁芯的重叠部分。在本第五实施例中，铁芯的重叠部分配置在励磁用线圈的框架外面。由于这样，重叠作业容易，减少作业时间的效果大。图8为本专利技术的第六实施例的说明图，它为表示构成作为第六实施例的变压器的卷铁芯和线圈的关系的图。在图8中，7表示线圈和铁芯的关系为壳式形。2为励磁用的线圈，3为卷铁芯，6为卷铁芯的重叠部分。在本第六实施例中，铁芯的重叠部分配置在励磁用的线圈的框架内。由于这样，虽然重叠作业困难，但铁芯高度尺寸可以缩小约5％，可以提高铁芯特性，使变压器结构紧凑。图9为本专利技术的第七实施例的说明图，它是表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变压器，具有将板状磁性材料成形为环状多层的铁芯和励磁用的线圈，其特征为，作为形成所述铁芯的板状的磁性材料的单层或多层向着卷绕方向错开从而各层的两端部为互相重叠配置构成的铁芯，各层的内侧部分和外侧部分的重叠量使最内侧的重叠为最小， 在每次重叠时，重叠量增加。

【技术特征摘要】
JP 2004-5-26 2004-156412;JP 2004-12-17 2004-3658721.一种变压器，具有将板状磁性材料成形为环状多层的铁芯和励磁用的线圈，其特征为，作为形成所述铁芯的板状的磁性材料的单层或多层向着卷绕方向错开从而各层的两端部为互相重叠配置构成的铁芯，各层的内侧部分和外侧部分的重叠量使最内侧的重叠为最小，在每次重叠时，重叠量增加。2.一种变压器，具有将板状磁性材料成形为环状多层的铁芯和励磁用的线圈，其特征为，作为形成所述铁芯的板状的磁性材料的单层或多层向着卷绕方向错开从而各层的两端部为互相重叠配置构成的铁芯，同一单元内的各层两端部的重叠量在卷绕方向上具有相同的长度，在层叠每一个单元时，形成单元的各层的重叠量增加。3.如权利要求1或2所述的变压器，其特征为，在所述铁芯中，接合部分在励磁用线圈的框架外，为心式形。4.如权利要求1或2所述的变压器，其特征为，在所述铁芯中，接合部分在励磁用线圈的框架内，为心式形。5.如权利要求1或2所述的变压器，其特征为，在所述铁芯中，接合部分在励磁用线圈的框架外，为壳式形。6.如权利要求1或2所述的变压器，其特征为，在所述铁芯中，接合部分在励磁用线圈的框架内，为壳式形。7.如权利要求1或2所述的变压器，其特征为，在所述铁芯中，单侧的铁芯接合部分在励磁用线圈的框架外，另一个铁芯接合部分在励磁用线圈的框架内，为壳式形状。8.一种卷铁芯结构，将多个磁性材料切断成规定尺寸，错开规定尺寸而卷绕成形，其特征为，卷绕的磁性材料的两端部具有从卷铁芯的最内周侧，按照作成重叠结构的部分、作成对接结构的部分的顺序配置的二个部分。9.一种卷铁芯结构，将多个磁性材料切断成规定尺寸，错开规定尺寸而卷绕成形，其特征为，卷绕的磁性材料的两端部具有从卷铁芯的最内周侧，按照作成重叠结构的部分、作成对接结构的部分、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下晃司，松田洋二，西山和男，细川正雄，福井和元，山口英正，本间徹，远藤博之，篠原诚，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：JP[日本]