專利名稱：三相卷繞鐵心及三相變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了硅鋼片制的三相卷繞鐵心的三相變壓器等的靜止感應(yīng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
作為用于三相變壓器的鐵心，公知的有疊層鐵心和卷繞鐵心，疊層鐵心適用于較大型的變壓器。如圖7所示，疊層鐵心由線圈腿部1a～1c和軛鐵部2a、2b構(gòu)成，使各部分的接合部以45°的切角對(duì)接。三相疊層鐵心的情況，對(duì)接處3d有六處，該接合形狀對(duì)特性有很大的影響，接合處越少越能改善特性。另外，因?yàn)榇磐ㄔ谧儔浩髦械牧鲃?dòng)是在鐵心外側(cè)沒有什么磁通流動(dòng)，因此在拐角部使用鐵心是一種浪費(fèi)。在疊層鐵心的制作工序中，上軛鐵部2a、下軛鐵部2b、U相腿部1a、V相腿部1b和W相腿部1c的形狀種類很多，需要很多切斷作業(yè)的準(zhǔn)備工時(shí)。另外，在切斷后的鐵心形成時(shí)，將硅鋼片一張張疊層的作業(yè)也需要很多工時(shí)。
與此相對(duì)，圖8所示的三相變壓器的卷繞鐵心的情況，與疊層鐵心情況的硅鋼片的疊層方向不同，由于做成沿磁通的流向的形狀，因此與疊層鐵心相比，能夠抑制鐵心使用量。另外，將切斷后的硅鋼片以原樣疊層，并做成圓環(huán)狀之后，能夠使用成形模做成矩形后轉(zhuǎn)移至退火工序。由于該工序易于機(jī)械化，手工作業(yè)比疊層鐵心少，因而能以低成本制造。另外，由于對(duì)接處3d少，鐵心的損失減少，因此優(yōu)點(diǎn)較多。
但是，在制造大型卷繞鐵心時(shí)，由于硅鋼片的切斷工序、卷圓工序、矩形成形工序、退火工序等各工序的設(shè)備都大型化，因此很難制作卷繞鐵心，通常，大型鐵心的情況，往往用疊層鐵心制作變壓器。
作為三相卷繞鐵心的其他現(xiàn)有例，公知的有專利文獻(xiàn)2日本特開2001-284136號(hào)公報(bào)，專利文獻(xiàn)3日本特開2005-72161號(hào)公報(bào)和專利文獻(xiàn)4實(shí)開昭62-12914號(hào)公報(bào)所示的結(jié)構(gòu)。從圖9至圖11表示記載在該專利文獻(xiàn)2至專利文獻(xiàn)4中的三相卷繞鐵心結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有例。
在記載在圖9中的三相卷繞鐵心的現(xiàn)有例中，在并列兩個(gè)內(nèi)側(cè)卷繞鐵心13、13的外周上配置第一卷繞體14和第二卷繞體15，形成外側(cè)卷繞鐵心16。此時(shí)，內(nèi)側(cè)卷繞鐵心13和外側(cè)卷繞鐵心14都分別具有一個(gè)切斷部17。
另外，在記載在圖10的三相三腿式的卷繞鐵心20的現(xiàn)有例中，在一對(duì)內(nèi)側(cè)卷繞鐵心21、21的外周上配置外側(cè)卷繞鐵心23、23，內(nèi)側(cè)卷繞鐵心和外側(cè)卷繞鐵心都具有兩個(gè)接縫部分24、24。另外，在上述一對(duì)外磁卷繞鐵心23、23的外周上配置有外周卷繞鐵心，具有各自的兩個(gè)傾斜面的接縫部分28、28。在記載在圖10的三相卷繞鐵心中，由于接縫部分位于腿部，因此產(chǎn)生由高頻振動(dòng)導(dǎo)致的噪音，為了抑制該噪音，必須用壓板或帶固定。
另外，在記載在圖11中的三相三腿卷繞鐵心的現(xiàn)有例中，具有由鄰接卷繞鐵心配置的兩個(gè)內(nèi)鐵心2和包圍這些內(nèi)鐵心2外周的外鐵心3b構(gòu)成的三相三腿卷繞鐵心的結(jié)構(gòu)，使搭接接合部5b分散在外鐵心3b的磁軛直線部的整個(gè)區(qū)域以形成外鐵心3b。兩個(gè)內(nèi)鐵心具有一處接合部，外鐵心具有分散在直線部整個(gè)區(qū)域的一處接合部。
另外，作為單相卷繞鐵心結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有例，公知的有專利文獻(xiàn)4及專利文獻(xiàn)5日本特開2000-188219號(hào)公報(bào)所記載的內(nèi)容。
圖12及圖13表示該單相卷繞鐵心結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有例。
在圖12所記載的單相卷繞鐵心結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有例中，內(nèi)周側(cè)卷繞鐵心塊在每一圈上具有一處對(duì)接接合部，外周側(cè)鐵心塊在每一圈上具有兩處對(duì)接接合部，將外周側(cè)鐵心塊的兩處對(duì)接接合部配置在卷繞鐵心的拐角部附近的腿部上。
另外，在記載在圖13的單相卷繞鐵心結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有例中，記載了將卷繞鐵心2的外周側(cè)塊5分割成兩部分，在卷繞鐵心的兩個(gè)拐角部上具有接合部的單相卷繞鐵心。
在實(shí)現(xiàn)大型靜止感應(yīng)設(shè)備的小型化方面，雖然卷繞鐵心化是有效的方法，但會(huì)導(dǎo)致制作工序的增多、制造設(shè)備的大型化。作為解決這些問題的對(duì)策，分割周長較長的三相外鐵心是有效的。它可以抑制鐵心的切斷長度，另外，通過分割可以實(shí)現(xiàn)一塊鐵心的輕量化，而未使作業(yè)性惡化地制作鐵心；另外，在組裝線圈和鐵心的作業(yè)中，對(duì)作業(yè)性也是有效的。另外，關(guān)于該接合部的形狀，使其對(duì)制品特性不帶來影響也是要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于解決這些問題。
本發(fā)明為了解決卷繞鐵心大型化的問題，在卷繞鐵心制作工序中將三相外鐵心分割為兩部分，通過將外鐵心接合部配置在外鐵心的上下軛鐵部或拐角部上，從而縮短了切斷長度的同時(shí)，可使用與小型卷繞鐵心相同的設(shè)備來進(jìn)行制作。
另外，通過考慮到接合部的形狀、方式，以便抑制鐵心特性的惡化。另外，鐵心接合部形狀的不同對(duì)變壓器的尺寸也帶來影響。例如，當(dāng)接合部采用階梯狀搭接方式時(shí)，鐵心的外形尺寸雖不變，但鐵心的損失增大，與此相反，若采用重疊方式，鐵心損失雖得到改善，但由于接合部的尺寸增大，因此對(duì)制品尺寸造成影響。
本發(fā)明通過將三相外鐵心的兩處接合部和上述兩種接合方式進(jìn)行組合，從而提供一種考慮了作業(yè)性及制品特性、尺寸的三相卷繞鐵心及三相變壓器。
采用本發(fā)明，可抑制鐵心材料的使用量，并且可制造緊湊的三相卷繞鐵心及三相變壓器的同時(shí)能夠降低成本。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例子圖。
圖2是表示本發(fā)明第二實(shí)施例子圖。
圖3是表示本發(fā)明第三實(shí)施例子圖。
圖4是表示本發(fā)明第四實(shí)施例子圖。
圖5是表示本發(fā)明第五實(shí)施例子圖。
圖6是表示使用了本發(fā)明的三相卷繞鐵心的三相變壓器的外觀例子圖。
圖7是表示三相疊層鐵心的現(xiàn)有例子圖。
圖8是表示三相卷繞鐵心的現(xiàn)有例子圖。
圖9是表示三相卷繞鐵心的其它現(xiàn)有例子圖。
圖10是表示三相卷繞鐵心的其它現(xiàn)有例子圖。
圖11是表示三相卷繞鐵心的其它現(xiàn)有例子圖。
圖12是表示單相卷繞鐵心連接部的現(xiàn)有例子圖。
圖13是表示單相卷繞鐵心連接部的現(xiàn)有例子圖。
圖中1a—疊層鐵心U相腿部，1b—疊層鐵心V相腿部，1c—疊層鐵心W相腿部，2a—疊層鐵心上部軛鐵部，2b—疊層鐵心下部軛鐵部，3d—鐵心對(duì)接部，1—第一內(nèi)鐵心，2—第二內(nèi)鐵心，3—外鐵心，4、5—內(nèi)鐵心接合部，5、6、7、8、9—外鐵心接合部具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例。如圖1所示，三相卷繞鐵心由第一內(nèi)鐵心1和第二內(nèi)鐵心2及外鐵心3組合而構(gòu)成。因?yàn)樽儔浩鞯蔫F心磁通密度分布集中在內(nèi)鐵心，因此，為抑制鐵心損失，理想的是分別在內(nèi)鐵心1、內(nèi)鐵心2上設(shè)置一處內(nèi)鐵心接合部4、內(nèi)鐵心接合部5，而不對(duì)其進(jìn)行分割。另外，內(nèi)鐵心的情況，由于硅鋼片的切斷長度比較短，因此在制造工序上不受特別制約，一處接合即可。
與此相對(duì)，若外鐵心設(shè)置一處接合部，則切斷長度變長，另外，如配置呈矩形成形，則外形尺寸增大，容易受到設(shè)備的制約。因此，提供一種將外鐵心分割為兩部分，能縮短其周長，不受設(shè)備制約并且不使作業(yè)性惡化地進(jìn)行制作的鐵心。
另外，通過將外鐵心接合部6、7設(shè)置在外鐵心的上下軛鐵部，以便能夠確認(rèn)接合部的狀態(tài)，能夠使缺陷表面化。另外，由于外鐵心接合部未位于腿部，因此不必設(shè)置用于抑制因高頻振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲的壓板或帶等的固定部件。
另外，外鐵心接合部7、8通過采用將接合部的空隙錯(cuò)開呈階梯狀而接合的階梯狀搭接方式，其優(yōu)點(diǎn)是能夠抑制外鐵心接合部厚度的增大，能平坦地形成下軛鐵部。
實(shí)施例2圖2表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。第一實(shí)施例所示的階梯狀搭接方式的外鐵心接合部能抑制接合部的尺寸的反面教材是，容易阻礙磁通的流動(dòng)，使鐵心的損失增大。因此，通過將外鐵心接合部的至少一方做成重疊方式，以便抑制鐵心的損失。圖2的情況，通過將重疊方式的外鐵心連接部7配置在上部軛鐵部上，則能減輕變壓器尺寸的增大。這是由于在上部零件與外鐵心上端之間有間隙，另外，在上部配置有接線用的端子，因此能夠在該尺寸范圍內(nèi)容納重疊接合部的尺寸增加部分。
實(shí)施例3再有，如圖3所示，若上下的外鐵心接合部6、7都采用重疊方式的接合部，則能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)外鐵心損失的抑制。
這里，由于形成于下軛鐵部上的外鐵心接合部的連接部尺寸變大，因此鐵心不穩(wěn)定。為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，最好是裝入與下部搭接部的尺寸增大部分相同厚度的襯墊中。
實(shí)施例4如圖4所示，通過將外鐵心接合部6、7配置在外鐵心3的矩形狀對(duì)角線上的拐角部上，則可抑制因重疊而導(dǎo)致的制品尺寸的大型化。
實(shí)施例5還有，如圖5所示，使用四個(gè)拐角部分散外鐵心接合部6、7、8、9，若在一個(gè)拐角部上以有外鐵心接合部的層和無外鐵心接合部的層混在一起的方式配置外鐵心接合部6、7、8、9，則可減小外鐵心接合部的存在對(duì)鐵心外形尺寸的影響。
實(shí)施例6圖6表示采用了上述各實(shí)施例的三相卷繞鐵心的三相變壓器的外觀的例子。
在圖6中，三相變壓器是將上述各實(shí)施例的三相卷繞鐵心和安裝在上述三相卷繞鐵心的三條腿中的多個(gè)線圈組合而成。
本發(fā)明雖將三相變壓器的三相卷繞鐵心作為實(shí)施例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的三相卷繞鐵心不限于三相變壓器，所有需要使用硅鋼片制的卷繞鐵心的電機(jī)機(jī)械都可以利用。
權(quán)利要求
1.一種三相卷繞鐵心，包括第一內(nèi)鐵心和第二內(nèi)鐵心；及大致呈矩形地配置在這些內(nèi)鐵心外周上的外鐵心，其特征在于上述第一內(nèi)鐵心及第二內(nèi)鐵心分別用一處內(nèi)鐵心接合部接合，上述外鐵被分為多個(gè)，用上述大致呈矩形的上下軛鐵部或位于拐角部的多處外鐵心接合部接合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相卷繞鐵心，其特征在于上述外鐵部接合部是階梯狀搭接方式或者重疊方式的接合部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相卷繞鐵心，其特征在于上述階梯狀搭接方式的外鐵心接合部位于上述外鐵心的下軛鐵部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相卷繞鐵心，其特征在于上述重疊方式的外鐵心接合部位于上述外鐵心的下軛鐵部上，設(shè)置與重疊方式的外鐵心接合部的尺寸增大部分相同厚度的襯墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相卷繞鐵心，其特征在于上述重疊方式的外鐵心接合部位于大致呈矩形配置的上述外鐵心的對(duì)角線上的拐角部處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相卷繞鐵心，其特征在于上述重疊方式的外鐵心接合部的一部分位于大致呈矩形配置的上述外鐵心一條對(duì)角線上的各拐角部上，上述外鐵心接合部的其它部分位于大致呈矩形配置的上述外鐵心的另一條對(duì)角線上的各拐角部上。
7.一種三相變壓器，其特征在于，具備上述權(quán)利要求1至權(quán)利要求6所述的三相卷繞鐵心；和安裝在上述三相卷繞鐵心的腿部上的多個(gè)線圈。
全文摘要
為了解決利用卷繞鐵心制造大型三相變壓器時(shí)的制作工序增多、制造設(shè)備大型化的問題，通過分割周長較長的三相外鐵心，可以抑制鐵心的切斷長度，實(shí)現(xiàn)一塊鐵心的輕量化，在不惡化作業(yè)性的情況下制作三相卷繞鐵心，組裝變壓器。本發(fā)明的三相卷繞鐵心包括第一內(nèi)鐵心(1)和第二內(nèi)鐵心(2)；及大致呈矩形配置在這些內(nèi)鐵心外周上的外鐵心(3)，第一內(nèi)鐵心(1)及第二內(nèi)鐵心(2)分別在一處內(nèi)鐵心接合部(4、5)接合，上述外鐵心(3)被分成多個(gè)，在編人員上述大致呈矩形的上下軛鐵部或位于拐角部的多處外鐵心接合部(6、7)接合以制成三相卷繞鐵心。
文檔編號(hào)H01F27/25GK1885450SQ20061009311
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者筒井宏, 海津朋宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立產(chǎn)機(jī)系統(tǒng)