静态感应电气设备制造技术

本发明专利技术提供一种静态感应电气设备，其能够使铁芯内部的磁通分布的平滑度提高。本发明专利技术的具有卷铁芯和绕组的静态感应电气设备，卷铁芯是搭接接合的磁性体的层叠体，至少在卷铁芯的内周侧具有阶梯接缝接合部，阶梯接缝接合部的端部之间的空隙距离向外周侧逐渐变短。能够提供一种结构简单且使铁芯内部的磁通分布的平滑度提高的静态感应电气设备。滑度提高的静态感应电气设备。滑度提高的静态感应电气设备。

【技术实现步骤摘要】
静态感应电气设备


[0001]本专利技术涉及变压器和电抗器等静态感应电气设备。

技术介绍

[0002]静态感应电气设备、例如变压器的卷铁芯中，因为铁芯材料的内侧与外侧的磁路长度差，而存在铁芯内侧磁通密度高、随着去往外侧磁通密度逐渐降低的倾向。而且，卷铁芯中，因卷铁芯的端部处的磁通跨越而发生的磁通集中引起的涡电流损耗增大，导致磁特性恶化。特别是，在外周侧磁通密度降低，所以磁损耗大时，磁特性恶化。因此，具有内周侧和外周侧的磁通分布没有被平滑化的课题。
[0003]然而，卷铁芯中大多采用的是使用了非晶材料的铁芯。非晶材料与硅钢板相比磁特性更优秀，但非晶材料的厚度是硅钢板的厚度的约1/10(约0.025mm)，非常薄且硬度高，在变压器的制造中难以加工。
[0004]因此，使用非晶材料的变压器的卷铁芯的制造，是按将多片非晶材料重叠成为层叠的层叠结构、将其切断并进一步重叠之后卷绕为铁芯形状这样的加工流程进行制造。
[0005]作为卷绕为铁芯形状时的非晶材料的端部之间的接合结构，已知重叠接合(重合接合)和阶梯接合(顶接接合)这2种接合结构。重叠接合是以层叠的非晶材料各自的端部之间重叠的方式配置的方式。另外，阶梯接合是以层叠的非晶材料各自的端部之间不重叠而是在隔开规定间隔的状态下顶接的方式配置的方式。
[0006]然后，作为改善卷铁芯中的磁通分布、提供提高了铁芯特性的变压器的技术，例如已知日本特开2010
‑
263233号公报(专利文献1)中记载的卷铁芯。专利文献1中，为了改善铁芯内部的磁通分布，而着眼于非晶材料各自的端部之间的接合结构，提出了使接合方式成为重叠接合，通过调整该重叠部分的重叠长度，来使铁芯内部的磁通分布平滑化的方法。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：日本特开2010
‑
263233号公报

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的课题
[0011]专利文献1的技术是在重叠接合部的重叠部分调整磁阻、使铁芯内部的磁通分布平滑化的结构。但是，如该专利文献1所示的重叠部分的调整自身存在限度。例如，使重叠部分变短的情况下，如果不是其具有5mm程度的裕度，则搭接接合部的接合面的摩擦减小，难以固定，并且铁损的恶化也增大。
[0012]另外，重叠部分的最大长度是由搭接接合部的全长和将搭接部分分割为几部分决定的，所以可以认为重叠部分的限度是数十mm程度。因此，难以使磁阻具有充分的梯度，存在产生铁芯内部的磁通分布的平滑化的效果不充分的课题的可能性。
[0013]另外，使重叠部分越长，从卷铁芯的内周侧向外周侧的厚度增大的部位越增加，并
且在全部接合面上形成重叠部分的情况下，卷铁芯的搭接接合部的厚度成为腿部的2倍，导致变压器的大型化，并且铁芯的量增加，由此也产生导致成本上升这样的次要的课题。
[0014]本专利技术的主要目的在于提供一种能够使铁芯内部的磁通分布的平滑度进一步提高的静态感应电气设备。另外，关于之前说明的卷铁芯示出了使用非晶材料的例子，但本专利技术在使用硅钢板的情况下也能够应用。
[0015]用于解决课题的技术方案
[0016]关于本专利技术的主要特征，举其一例，是一种具有卷铁芯和绕组的静态感应电气设备，铁芯是搭接接合的磁性体的层叠体，至少在卷铁芯的内周侧具有阶梯接缝接合部，阶梯接缝接合部的端部之间的空隙距离随着去往外周侧而逐渐变短。
[0017]进而，本专利技术的其他特征在于一种静态感应电气设备，其在阶梯接缝接合部的外周侧具有重叠接合部，重叠接合部的重叠部分的重叠距离的长度随着去往外周侧而逐渐变长。
[0018]专利技术效果
[0019]根据本专利技术，能够提供一种结构简单且使铁芯内部的磁通分布的平滑度提高的静态感应电气设备。
附图说明
[0020]图1是表示应用本专利技术的模制变压器的外观结构的外观图。
[0021]图2是表示图1中的卷铁芯的外观的外观图。
[0022]图3是将本专利技术的第一实施方式的卷铁芯的端部附近的截面放大的放大截面图。
[0023]图4是说明图3所示的搭接部之间的长度与铁损变化、励磁电流比的关系的说明图。
[0024]图5是将本专利技术的第二实施方式的卷铁芯的端部附近的截面放大的放大截面图。
[0025]图6是表示变压器的腿部处的绕组的截面、表示截面是大致长方形的绕组的截面图。
[0026]图7是表示变压器的腿部处的绕组的截面、表示截面是大致正方形的绕组的截面图。
具体实施方式
[0027]以下，对于本专利技术的实施方式使用附图详细进行说明，但本专利技术不限定于以下实施方式，在本专利技术的技术概念中也将各种变形例和应用例包括在其范围中。
[0028]【实施例1】
[0029]接着，对于本专利技术的第一实施方式进行说明。图1表示应用本专利技术的变压器的结构，图2表示图1所示的卷铁芯的外观，图3表示图2中的P部(搭接接合部)的放大截面。
[0030]图1中，变压器主体10大致由铁芯部11和在该铁芯部11的腿部11F上卷绕的绕组(线圈)12构成。该变压器主体10是内铁型的，铁芯部11由腿部11F和将腿部11F的两端连接的轭部11Y构成。一对铁芯部11中，腿部11F相互密合，在该密合的部分中卷绕绕组12。绕组12由一次绕组12P和二次绕组12S构成，在腿部11F上卷绕一次绕组12P，进而在其外周卷绕二次绕组12S。
[0031]另外，变压器主体10在为油浸变压器的情况下被收纳固定在容器内，在模制变压器的情况下如图1所示成为对绕组12用合成树脂13进行模塑的结构。一次绕组12F与二次绕组S被合成树脂13围绕(模塑成型)，由此确保了电绝缘和机械强度。
[0032]铁芯部11是将板状的非晶材料(本实施方式中使用了铁基非晶合金)或硅钢板重叠层叠的结构，在铁芯部11的下侧的轭部11Y，形成了非晶材料或硅钢板的端部相互相对地接合的搭接接合部14。该搭接接合部14一般而言大多形成在铁芯部11的下部侧的轭部11Y。
[0033]接着，使用图2和图3说明图1的铁芯部11的搭接接合部14的主要部分。图2是表示将图1所示的铁芯部11抽出的外观。
[0034]图2中，铁芯部11是用将板状的非晶材料或硅钢板构成的薄带状的磁性材料(以下记作“磁路形成薄带”)重叠层叠而成的层叠材料制造的，包括相互相对的较长的腿部11F以及将一对腿部11F的两端一体连续地连接的、相互相对的较短的上部轭部11YU和下部轭部11YB。
[0035]此处，下部轭部11YB中，形成了多片磁路形成薄带的端部相对并磁接合的、周知的搭接接合部14。从而，铁芯部11能够通过该搭接接合部14形成闭合磁路。该搭接接合部14在本实施方式中是具有阶梯接缝接合部和重叠接合部的复合接合部。然后，在下部轭部11YB的内周面11in一侧形成了阶梯接缝接合部，从阶梯接缝接合部的外周侧向下部轭部11YB的外周面11out本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有卷铁芯和绕组的静态感应电气设备，其特征在于：所述卷铁芯是将磁路形成薄带层叠而形成的，至少在所述卷铁芯的内周侧具有阶梯接缝接合部，所述阶梯接缝接合部的端部之间的空隙距离随着去往所述卷铁芯的外周侧而逐渐变短。2.如权利要求1所述的静态感应电气设备，其特征在于：在所述阶梯接缝接合部的所述外周侧具有重叠接合部，所述重叠接合部的重叠部的重叠距离的长度随着去往所述外周侧而逐渐变长。3.如权利要求2所述的静态感应电气设备，其特征在于：所述阶梯接缝接合部和所述重叠接合部在所述卷铁芯的内周面一侧形成至从所述内周面到外周面之间的距离的1/3程度。4.如权利要求1或2所述的静态感应电气设备，其特征在于：形成将多层所述磁路形成薄带作为组的阶梯接缝组接合部，所述阶梯接缝组接合部的所述空隙距离被设定为相同的距离，并且从所述卷铁芯的所述内周侧向所述外周侧形成多个所述阶梯接缝组接合部，多个所述阶梯接缝组接合部的所述空隙距离随着去往所述外周侧而逐渐变短。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林千绘，栗田直幸，佐藤孝平，高桥俊明，中岛晶，
申请(专利权)人：株式会社日立产机系统，
类型：发明
国别省市：