特開 2024-65746 静止誘導電器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024065746

(43)【公開日】2024-05-15

(54)【発明の名称】静止誘導電器

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/24 20060101AFI20240508BHJP

   H01F 27/245 20060101ALI20240508BHJP

   H01F 27/25 20060101ALI20240508BHJP

   H01F 27/32 20060101ALI20240508BHJP

【ＦＩ】

H01F27/24 J

H01F27/245 155

H01F27/25

H01F27/32 140

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022174758

(22)【出願日】2022-10-31

(71)【出願人】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山岸 明

(72)【発明者】

【氏名】真島 康

(72)【発明者】

【氏名】多田 周二

(72)【発明者】

【氏名】山田 直希

【テーマコード（参考）】

5E044

【Ｆターム（参考）】

5E044CA06

5E044CA08

(57)【要約】

【課題】 巻鉄心における層間抵抗を適切な抵抗に調整し、巻鉄心の信頼性を高める。
【解決手段】 巻鉄心と、巻鉄心に巻かれた巻線とを有する静止誘導電器であって、巻鉄心は、アモルファス箔帯と、珪素鋼板と、巻鉄心の層間抵抗を調整する層間抵抗調整部を有する静止誘導電器。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

巻鉄心と、前記巻鉄心に巻かれた巻線とを有する静止誘導電器であって、
前記巻鉄心は、
アモルファス箔帯と、珪素鋼板と、前記巻鉄心の層間抵抗を調整する層間抵抗調整部を有する静止誘導電器。

【請求項2】

請求項１に記載の静止誘導電器において、前記層間抵抗調整部は、
第１の導電板と第２の導電板と、それらの導電板を接続する導線とを有し、
第２の導電板は、接地される静止誘導電器。

【請求項3】

請求項２に記載の静止誘導電器において、
第１の導電板、第２の導電板は、前記珪素鋼板に挟まれている静止誘導電器。

【請求項4】

請求項１に記載の静止誘導電器において、
前記層間抵抗調整部は、
ラップ接合部に配置される静止誘導電器。

【請求項5】

請求項１に記載の静止誘導電器において、複数の前記巻鉄心が配置され、
それぞれの巻鉄心の間に絶縁物としての保護材が配置される静止誘導電器。

【請求項6】

請求項１に記載の静止誘導電器において、
前記巻鉄心は、内側の巻鉄心と外側の巻鉄心を有する静止誘導電器。

【請求項7】

請求項１に記載の静止誘導電器において、
前記層間抵抗調整部は、導電板を有し、
前記導電板は、半導電性材に覆われている静止誘導電器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、静止誘導電器に関する。

【背景技術】

【0002】

アモルファス磁性薄帯鉄心と珪素鋼板とを巻鉄心として備えた変圧器であって、高い鉄心占有率が得られる変圧器の技術が、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１７４１１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

アモルファス鉄心変圧器の大容量高電圧化に伴い、アモルファス鉄心における渦電流損を抑制することが求められる。

【0005】

アモルファス箔帯表面のわずかな酸化膜に対して、万一製作上、傷がついた場合には、多点接地となり渦電流損失が増大する。下記に示す式（１）に示すようにアモルファス鉄心内には渦電流損が発生する。尚、式（１）は、鉄心の渦電流損の理論式である。

【0006】

Wie∝ t²・f²・Bm²/ rｓ 式（１）
ここで、Wie:渦電流損、ｔ：鉄心厚さ、f: 周波数、Bm:鉄心の最大磁束密度、ｒs：層間抵抗である。

【0007】

特許文献１には、アモルファス鉄心における層間抵抗を適切に調整することは示されていないので、渦電流損を抑制することについて配慮が十分ではない。また、アモルファス鉄心における層間抵抗が大きくなると、渦電流損は抑制できるが、巻鉄心にかかる電圧が高くなり、珪素鋼板の酸化膜の絶縁破壊が生じる可能性が高くなる。従来の技術では、鉄心の信頼性を確保することは困難である。

【0008】

本発明の目的は、巻鉄心における層間抵抗を適切な抵抗に調整し、巻鉄心の信頼性を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、巻鉄心と、前記巻鉄心に巻かれた巻線とを有する静止誘導電器であって、
前記巻鉄心は、アモルファス箔帯と、珪素鋼板と、前記巻鉄心の層間抵抗を調整する層間抵抗調整部を有する静止誘導電器である。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、巻鉄心における層間抵抗を適切な抵抗に調整し、巻鉄心の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例１の変圧器を示す図である。

【図2】図１の一部を拡大した図である。

【図3】実施例３の巻鉄心を説明する図である。

【図4】本発明の比較例としての変圧器の図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図示した実施例に基づいて本発明の静止誘導電器を説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。

【0013】

図４に、比較例としての変圧器を示す。巻線１、アモルファス箔帯鉄心２、接地部３から構成されるアモルファス鉄心の変圧器である。

【0014】

図４に示す変圧器の鉄心構造では、製作過程にてコア（巻鉄心）に傷ができた場合、局所的にアモルファス材の酸化膜が削れ、巻鉄心の厚み方向にかかる層間抵抗が小さくなり、渦電流損が大きくなるリスクが高くなる。また、実運用時や雷撃時における電圧印加にて、巻線とコアの間で電圧分担されるため、巻鉄心の厚み方向にかかる層間抵抗が大きくなると、巻鉄心にかかる電圧が高くなり、珪素鋼板の酸化膜が削れたときの絶縁破壊が生じる可能性が高くなる。そこで、巻鉄心の厚み方向における層間抵抗は、適切な値に調整することが望ましい。

【実施例0015】

図１は、実施例１における静止誘導電器としての変圧器を示す。図２は、実施例１における巻鉄心の積層構造を説明する図である。

【0016】

図１に示すように、本実施例の変圧器は、巻鉄心を４個、水平方向に配置している場合を示す５脚鉄心の例である。各巻鉄心は、外周側に珪素鋼５が配置され、各巻鉄心には、コイルとしての巻線１が巻回されている。各巻鉄心は、タンクなどの接地部３と接続される。各巻鉄心間には、保護材６（プレスボード、クラフト紙、合成樹脂などの絶縁物）が挿入されている。保護材６を各巻鉄心間に配置することで、多点接地を防止できる。

【0017】

図２は、図１における点線で囲った巻鉄心の一部１０における構造を拡大した図である。本実施例における巻鉄心は、図２に示すように、内周側の珪素鋼５、アモルファス材箔帯２、外周側の珪素鋼５が積層されて巻回された構成である。珪素鋼の厚さは、０．２３ｍｍから０．３５ｍｍであり、アモルファス材箔帯の厚さは２５μｍである。

【0018】

内周側の珪素鋼５の間にシールド板としての第１の銅板（導電板）４が挟まれる。また、外周側の珪素鋼５の間にシールド板としての第２の銅板（導電板）４が挟まれる。

【0019】

第１の銅板４と第２の銅板４には、シールド渡り線としての銅線２２が接続され、第２の銅板４は、銅線などの電線を介して接地部３と接続される。第１の銅板４と第２の銅板４と銅線２２が、変圧器の巻鉄心の厚み方向における層間抵抗を調整する層間抵抗調整部となる。第１の銅板４と第２の銅板４の厚さ、長さ、断面積を変えたり、銅線２２の抵抗値を変えることで、層間抵抗調整部が、層間抵抗を適切な抵抗値に調整することができる。

【0020】

また、図２では、第１の銅板４と第２の銅板４を、珪素鋼板に挟む構成を示したが、第１の銅板４もしくは第２の銅板４は、アモルファス材箔帯の巻鉄心２に挟むようにしてもよい。第１の銅板４と第２の銅板４は、巻鉄心のラップ接合部に配置することで、これらを配置しやすくできるので、コストを少なくして本実施例の巻鉄心を製造することができる。

【0021】

また、珪素鋼板５は、アモルファス材箔帯２の外周側もしくは内周側の一方側にのみ配置してもよい。もしくは、外周側および内周側の両方に珪素鋼板５を配置することで、巻鉄心の剛性を高くして信頼性を高めることができる。

【0022】

本実施例によれば、巻鉄心の層間抵抗を適切に調整できるので、渦電流損を抑制できる。また、巻鉄心の厚み方向における層間抵抗を適切な値として、実運用時や雷撃時における電圧印加にて巻鉄心の層間が絶縁破壊することを防ぐことができるので、信頼性を高めることができる。

【実施例0023】

実施例１では、図２に示すように、珪素鋼板５とアモルファス材箔帯２と銅板４を積層して巻回した巻鉄心を、水平方向に、４つ配置する例を示した。

【0024】

そのような構成の巻鉄心に限らず、実施例２としては、内側に配置した巻鉄心と、その内側に配置した巻鉄心の外側に配置した巻鉄心とを組み合わせた構成の変圧器にも適用できる。

【0025】

そのような実施例２においても、内側の巻鉄心の構成および外側の巻鉄心における構成は、実施例１における図２に示した構成とすることができる。

【0026】

本実施例によれば、内側に配置した巻鉄心と外側に配置した巻鉄心とを組み合わせた構成の変圧器においても、実施例１と同様に、信頼性を高めることができる。