(57)【要約】【課題】  鉄損を低減する鉄心を備えた静止誘導機器を提供することにある。【解決手段】  静止誘導機器は、第一の鉄心と、第一の鉄心に巻回されたコイルと、第一の鉄心のヨーク部と対向する第一の面と、コイルの上面と対向する第二の面と、第一の面と第二の面との間の第三の面とを有する板状磁性体部材が、第一の鉄心の周方向に向かって積層された第二の鉄心と、を有する。【選択図】  図１
2020115518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の鉄心と、
前記第一の鉄心に巻回されたコイルと、
前記第一の鉄心のヨーク部と対向する第一の面と、前記コイルの上面と対向する第二の面と、前記第一の面と前記第二の面との間の第三の面とを有する板状磁性体部材が、前記第一の鉄心の周方向に向かって積層された第二の鉄心と、
を有することを特徴とする静止誘導機器。
【請求項２】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、正面と背面の両面を有し、
前記正面に、前記第二の鉄心を有すること
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項３】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心を固定する固定部を有すること
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項４】
請求項３に記載の静止誘導機器において、
前記固定部は、側面部と上面部を有し、
前記第二の鉄心を固定した後の前記側面部と前記上面部の内側の角度は、
前記第二の鉄心を固定する前の前記側面部と前記上面部の内側の角度より大きいこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項５】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心は、複数の板状磁性体部材を積層して構成されており、
前記板状磁性体部材の圧延方向は、略鉛直方向であること
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項６】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心は、
前記第一の鉄心の上面側で、前記第三の面と前記第一の面との間に、第四の面を有すること
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項７】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、内側鉄心と外側鉄心を有し、
前記第二の鉄心は、前記内側鉄心のヨークと前記外側鉄心のヨークを跨ぐように配置されたこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項８】
請求項７に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心を固定し、窓部を備えた固定部を有し、
前記第二の鉄心は、前記窓部から見て、前記内側鉄心のヨークと前記外側鉄心のヨークを跨ぐように配置されたこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項９】
請求項３に記載の静止誘導機器において、
前記固定部と前記第二の鉄心との間に、くさび形の絶縁物を配置したこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１０】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記コイルは、高圧コイルと低圧コイルであって、
高圧の電極取出し側には、前記第二の鉄心を配置していないこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１１】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心を構成する板状磁性体部材は、
前記第一の鉄心の磁脚の長手方向に対して略直交する方向に積層されていること
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１２】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心と前記第一の鉄心の間隙部に、絶縁部材を備えたこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１３】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
前記第二の鉄心は、矩形の板状磁性体部材を積層して構成され、
前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に、窓部を備えた固定金具を配置し、
前記窓部から差し込まれた板状絶縁部材により、
前記第二の鉄心を、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付けて固定したこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１４】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
前記第二の鉄心は、矩形の板状磁性体部材を積層して構成され、
前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に、側面を斜めにした固定金具を配置し、
前記固定金具は、
直方体状の前記第二の鉄心の外側にくさび形の絶縁部材を介して、前記第二の鉄心を、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付けて固定したこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１５】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
前記第二の鉄心は、台形の板状磁性体部材を積層して構成され、
前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に、側面を斜めにした固定金具を配置し、
前記固定金具が、台形柱状の前記第二の鉄心を、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付けて固定したこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１６】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部に備えられた前記第二の鉄心の周囲に、テープを巻回したことを
特徴とする静止誘導機器。
【請求項１７】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心は、三相三脚型巻鉄心であり、
前記第二の鉄心は、前記三相三脚型巻鉄心のヨーク部を構成する、内側巻鉄心と外側巻鉄心の薄帯状磁性材料の積層面に対向する位置に、配置されたこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１８】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第二の鉄心は、複数個を横方向に並べ、前記第一の鉄心のヨーク部の、薄帯状磁性材料の積層面に対向して配置されたこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項１９】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
静止誘導機器の低圧電極が取り出される面のヨーク部に、複数個の前記第二の鉄心を配置したこと
を特徴とする静止誘導機器。
【請求項２０】
請求項１に記載の静止誘導機器において、
前記第一の鉄心と前記第二の鉄心は、
方向性珪素鋼板、鉄基アモルファス合金、またはナノ結晶材料から選択された材料で構成され、前記第一の鉄心と前記第二の鉄心とは同一の材料、または互いに異なる材料であること
を特徴とする静止誘導機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器、およびリアクトル等の静止誘導機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄損を低減する静止誘導機器については、特許文献１が知られている。特許文献１には、「長さの異なる電磁鋼板を積層した磁性材６を三相巻鉄心１の継鉄部に配しているので、三相巻鉄心１の脚部から継鉄部に流れた磁束は三相巻鉄心１だけではなく磁性材６にも流れ、継鉄部において磁束密度が低減され、磁性材６が無い場合と比べて鉄損および騒音が低減される。」ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０８５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示されているように、三相三脚型巻鉄心を持つ静止誘導機器のヨーク鉄心部分に薄帯状磁性材料を追加することでヨーク鉄心の断面積が増加するので、磁束密度が低減され、静止誘導機器の鉄損を低減させることができる。
【０００５】
しかしながら、巻鉄心と追加する薄帯状磁性材料間の磁気抵抗が大きいため、巻鉄心から薄帯状磁性材料間に流れる磁束量が小さく、ヨーク鉄心の断面積の増加の効果が限定的であり、鉄損の低減が不十分となる課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、鉄損を低減する鉄心を備えた静止誘導機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の好ましい一例は、第一の鉄心と、
前記第一の鉄心に巻回されたコイルと、
前記第一の鉄心のヨーク部と対向する第一の面と、前記コイルの上面と対向する第二の面と、前記第一の面と前記第二の面との間の第三の面とを有する板状磁性体部材が、前記第一の鉄心の周方向に向かって積層された第二の鉄心と、を有する静止誘導機器である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、鉄損を低減した静止誘導機器を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の三相三脚型変圧器の全体図と縦断面図。
【図２】実施例１の三相三脚型変圧器の鉄心と補助鉄心の構造図。
【図３】実施例１の補助鉄心と巻鉄心の接続部の断面図。
【図４】三相三脚型変圧器の鉄心の正面図と側面図。
【図５】２種類の補助鉄心の構造の比較図。
【図６】２種類の補助鉄心表面の磁束密度振幅の分布の比較。
【図７】三相三脚型変圧器の鉄損値の相対比較。
【図８】実施例２を説明するための三相三脚型変圧器の縦断面図。
【図９】実施例３の全体図と縦断面図。
【図１０】実施例３の鉄心と補助鉄心の構造図。
【図１１】実施例４の補助鉄心の構造図と三相三脚型鉄心ヨーク部の正面図。
【図１２】実施例５における三相三脚型変圧器の上部ヨーク部の正面図と背面図。
【図１３】比較例としての三相三脚型変圧器の全体図。
【図１４】実施例１の鉄心各部の寸法を記載した表１を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１から図７は、実施例１を説明するための図である。まず、本実施例の構成とその作用について、図１３に示した比較例と比較しながら説明する。図１３は、本発明の補助鉄心１０を有さない比較例としての三相三脚型変圧器を示す図である。
【００１２】
図１は、本実施例であり、変圧器やリアクトル等の静止誘導機器の一例である三相三脚型変圧器の全体図、ならびに図１のＡで示した面における縦断面図である。変圧器の幅をＸ軸方向、奥行きをＹ軸方向、高さをＺ軸方向に示す。
【００１３】
珪素鋼板やアモルファス金属薄帯に代表される薄帯状磁性材料を巻回して成形した２個の内側巻鉄心１ａと、２個の内側巻鉄心１ａを覆うように外周に配置される１個の外側巻鉄心１ｂを示す。これらの内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂをまとめて第一の鉄心と呼ぶ。
【００１４】
また、三相三脚型巻鉄心と、鉄心の３本の磁脚に巻回した、３個の低圧側のコイルを構成する低圧巻線２ａと、３個の高圧側のコイルを構成する高圧巻線２ｂとが示される。
【００１５】
これに対して本実施例では、三相三脚型変圧器の上下の、コイルを巻かれていない鉄心の一部であるヨーク部の側面に、４個の直方体状に示す第二の鉄心１０（補助鉄心１０）を密着させて固定させる。以降、本明細書においては、第二の鉄心を単に補助鉄心１０と称して説明する。
【００１６】
三相三脚型変圧器の鉄心と巻線は、上下に備えた上部側の固定金具３ａ、および下部側の固定金具３ｂを、スタッドボルト等（図示せず）で連結して、固定力６ａを発生させて各部材を把持する。
【００１７】
固定金具３ａ、３ｂの断面はコの字型となっており、側面の一部に窓３１を備える。この窓３１から、板状に成形された絶縁部材である絶縁紙、プレスボード等の板状絶縁部材５１を挿入し、補助鉄心１０を三相三脚型巻鉄心のヨーク部に押し付ける力を発生させて、窓３１側から補助鉄心１０を固定する。固定金具３ａのＺ軸方向に延びる面は、固定金具３ａのＹ軸方向に延びる面に接続される根元部分よりも先端部分が外側巻鉄心１ｂに近づくように傾斜させるとよい。
【００１８】
つまり、根元部分と先端部同士の奥行き方向の距離の関係は、根元部分の奥行き方向の距離≧外側巻鉄心１ｂの奥行きの距離と２つの板状絶縁部材５１の奥行きの距離の総和＞先端部同士の距離とするとよい。この関係により根元部分は絶縁部材５を挟み込むことができ、先端部は補助鉄心１０と板状絶縁部材５１の保持力を向上させることができる。なお、固定金具３ａ、３ｂに窓３１を設けない場合は板状絶縁部材５１を挿入した後に固定金具３ａ、３ｂを取り付けるとよい。
【００１９】
絶縁部材５の配置について説明する。補助鉄心１０の固定金具３ａ側の面である上面側の面に接触するよう１つ目の絶縁部材５を、固定金具３ｂ側のである下面側の面に接触するよう２つ目の絶縁部材５を配置する。すなわち、２つ目の絶縁部材５は、低圧巻線２ａの上端部の面に接触し、補助鉄心１０の底面に接触するよう絶縁部材５を配置することで、補助鉄心１０の上下方向の位置を固定できる。また、補助鉄心１０の側面部は板状絶縁部材５１と固定金具３ａの窓３１よりも低い位置の金具部分によって押さえつけられるため、振動が生じても補助鉄心１０は脱落しにくくなる。
【００２０】
図２は、本実施例における三相三脚型変圧器の巻鉄心のみを示した全体図と、補助鉄心１０の構造図である。図１同様に、変圧器の幅をＸ軸方向、奥行きをＹ軸方向、高さをＺ軸方向に示す。Ｘ軸方向に２つ並べられた内側巻鉄心１ａの外周を覆うように外側巻鉄心１ｂが配置されており、ヨーク部に補助鉄心１０が配置されている。
【００２１】
第二の鉄心である補助鉄心１０は、矩形に切り出した板状磁性体部材１１が積層されている。矢印１０ａは補助鉄心１０の板状磁性体部材１１を積層する方向を示す。変圧器の幅であるＸ軸方向に積層されている。すなわち、窓部を挟み込むように巻鉄心の磁脚の長手方向に対して略直交する方向（直交方向を含む）に積層し、固定テープ１２を巻回して直方体状に固定する。また、補助鉄心１０は、三相三脚型巻鉄心のヨーク部において、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂの双方の側面に接して固定する。
【００２２】
図３は、本実施例における三相三脚型変圧器の内側巻鉄心１ａ、および外側巻鉄心１ｂと、補助鉄心１０との接続部の詳細を示す断面図である。補助鉄心１０の外周は固定テープ１２が巻回されているので、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの薄帯状磁性材料の積層面との間には、絶縁部材で構成された固定テープ１２の厚さＧに相当する間隙が設けられる。Ｇは、補助鉄心１０と内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂとの間の間隙であり、間隙は無いと、内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂとので渦電流が生じるので、所定の間隙が必要である。
【００２３】
補助鉄心１０は、固定金具３ａの内側に配置される。固定金具３ａのＹ軸方向に延び外側巻鉄心１ｂと対向する面と絶縁部材５の上面とは接触し、１つ目の絶縁部材５の下面と補助鉄心１０の上面が接触することで、補助鉄心１０の上部側が固定される。補助鉄心１０の下面は、コイルを構成する低圧巻線２ａの上に配置された絶縁部材５の上部の面と接触することで、補助鉄心１０の下方側が固定される。よって、補助鉄心１０全体が保持される。
【００２４】
図１に示す６ｂは、図１に示した板状絶縁部材５１により発生させた固定力を模擬した矢印であり、補助鉄心１０は、変圧器の奥行き方向（図１に示すＹ軸方向）に固定されるとともに、補助鉄心１０を高さ方向（Ｚ軸方向）に挟み込む２つの絶縁部材５により、高さ方向にも固定される。
【００２５】
補助鉄心１０は、固定金具３ａの側面に設けた窓３１の位置に対応する位置に配置されている。つまり、補助鉄心１０は、内側巻鉄心１ａのヨークと外側巻鉄心１ｂのヨークとの境界を越えるように配置されており、また、窓３１から見て、内側巻鉄心１ａのヨークと外側巻鉄心１ｂのヨークを跨ぐような位置に配置される。このように補助鉄心１０を配置することで、磁路から漏れる磁束を留めることができる。
【００２６】
次に、図４から図７を用いて、本実施例による三相三脚型変圧器の鉄損の低減効果を、三次元有限要素法による電磁界解析の計算結果を用いて説明する。
【００２７】
図４は、方向性珪素鋼板により構成した内側巻鉄心１ａ、外側巻鉄心１ｂと、補助鉄心１０を有する三相三脚型変圧器用鉄心の寸法図である。左側は、正面図をＸＺ軸で示しで、右側は、側面図をＹＺ軸で示す。
【００２８】
巻鉄心の積層方向の厚さaを基準としたとき、鉄心各部の寸法は、図１４の表１に示す通りである。表１の各部の定義は、次のとおりである。
【００２９】
巻鉄心の積層方向の厚さaは、内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂの薄帯状磁性材料を積層した方向の厚さ、Ｗ１は外側巻鉄心１ｂの外側の幅、Ｗ２は内側巻鉄心１aの内側の幅、Ｗ３は内側巻鉄心1aおよび外側巻鉄心1bの厚さ、Ｈ１は外側巻鉄心１ｂの外側の高さ、Ｈ２は内側巻鉄心１aの内側の高さ、Ｓは巻鉄心外周部の段差、Ｗは補助鉄心１０の水平方向の長さ、Ｈは補助鉄心１０の鉛直方向の長さ、Ｄは補助鉄心１０を構成する板状磁性体部材の短い方の辺の長さ、Ｇは補助鉄心１０と内側巻鉄心１aと外側巻鉄心１ｂとの間の間隙を示す。
【００３０】
電磁界解析においては、厚さ０．２３ｍｍの方向性珪素鋼板（(株)新日鐵住金製23ZH85）の磁化曲線と鉄損特性を定義し、鉄心の占積率は０．９７とした。三相の磁脚に所望の磁束密度を発生させるための巻線モデルを追加して、ここに５０Ｈｚの正弦波電圧を印加し、鉄心の磁束密度振幅を１．７０Ｔとした際に、巻鉄心、および補助鉄心内の磁束密度分布と、鉄損の合計値を計算した。
【００３１】
図５に示すように、本解析では補助鉄心１０を構成する方向性珪素鋼板の積層方向１０ａを、（ａ）に示す実施例１で説明したと同様に変圧器の幅方向であるＹ軸方向に積層した場合の補助鉄心１０と、特許文献１にて開示されている、（ｂ）に示す鉛直方向であるＺ軸方向に積層した場合の補助鉄心１０ｎとの鉄損値を比較した。
【００３２】
実施例１は、補助鉄心１０を構成する板状磁性体は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂのヨーク部と対向する第一の面と、コイルの上面と対向する第二の面と、第一の面と前記第二の面との間に、第三の面および、第一の鉄心である内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの上部側に第四の面とを有する。また、板状磁性体は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの周方向に向かって積層されることで補助鉄心１０を構成する。補助鉄心１０は、他の部材を有してもよいが、主要部材は板状磁性体であることを意味する。ここで、周方向は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの外周もしくは内周の方向である。
【００３３】
図６は、巻鉄心に備えた補助鉄心１０の表面の磁束密度振幅の分布の計算結果を示す。（ａ）は補助鉄心１０の板状磁性体部材１１の積層方向１０ａを水平方向（Ｘ軸方向）とした場合、（ｂ）は鉛直方向とした場合である。（ａ）積層方向１０ａが水平方向（Ｘ軸方向）の場合、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの間の磁束が補助鉄心１０を経由して流れる。これに対して、（ｂ）積層方向１０ａが鉛直方向（Ｚ軸方向）の場合は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの間に磁束はほとんど流れず、ヨーク部で隣接する２つの内側巻鉄心１ａ同士の間にのみ、磁束が流れる特徴が現れることがわかる。
【００３４】
つまり、本実施例の補助鉄心１０は、（ａ）に示す積層方向１０ａが水平方向（Ｘ軸方向）の場合は、補助鉄心１０における渦電流による鉄損を低減できる構成である。
【００３５】
以上の電磁界解析の結果より、内側巻鉄心１ａ、外側巻鉄心１ｂと補助鉄心１０の内部で発生する鉄損の合計値の比較を図７に示す。図７では、補助鉄心１０を備えていない場合に計算した巻鉄心の鉄損値を１００％とし、その相対値を示している。
【００３６】
図５および図６では、補助鉄心１０を構成する板状磁性体部材は、長方形の主面を備え、その主面の長手方向を内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂに対向させた例で説明したが、板状磁性体部材１１は長方形であって、短手方向を内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの両鉄心に対向させた構成であってもよい。つまり、この補助鉄心は、各辺の大きさは、Ｙ軸＞Ｚ軸、Ｙ軸＞Ｘ軸、Ｘ軸≧Ｚ軸の関係である。また、主面は、正方形であってもよい。
【００３７】
また、図５および図６では、補助鉄心１０を構成する個々の板状磁性体部材１１の圧延方向を、略鉛直方向に配置した例で説明したが、板状磁性体部材１１の圧延方向は、略水平方向としてもよい。
【００３８】
実施例１の構成では、補助鉄心１０の積層方向は、外側巻鉄心１ｂおよび内側巻鉄心１ａの積層方向と直交する方向（Ｘ軸方向）である。補助鉄心１０の板状磁性体部材１１の積層方向を、水平方向（Ｘ軸方向）とした場合の鉄損値が、鉛直方向（Ｚ軸方向）とした場合より小さくなり、三相三脚巻鉄心の鉄損を、より低減する効果があることがわかる。補助鉄心１０の積層方向は、三相三脚型変圧器用鉄心の磁脚の長手方向に対して略直交する方向に積層する場合も、鉄損の低減効果がある。
【００３９】
実施例１によれば、三相三脚型巻鉄心より構成される静止誘導機器の巻線を構成する導体の長さと筐体体積を変えずに、鉄損を低減することができ、静止誘導機器の電力効率を向上させることができる。また、三相三脚型巻鉄心のヨーク側面に備えられる補助鉄心１０を固定する際、締結バンドや接着剤等が不要になるので、静止誘導機器の部品数が減少するため部品が削減できる。ひいては、当該補助鉄心１０を有する変圧器の製造を通して様々な部材の使用量を減少できることにより省エネに貢献できる。
【００４０】
図２に示す例では、補助鉄心１０を三相三脚型巻鉄心のヨーク部であって、正面、背面、上部、下部の４箇所に配置しているが、少なくとも１箇所に配置すれば、鉄損低減の効果を達成することができる。また、補助鉄心１０の配置数を増やすことで鉄損低減の効果を高めることができる。
【００４１】
三相三脚型の静止電磁機器（静止誘導機器）は、鉄心の製作性も良好なため、現在広く用いられている。しかし、２個の内側巻鉄心１ａと１個の外側巻鉄心１ｂ内を流れる磁束が、互いに他の巻鉄心に伝搬しにくい特性があるため、三相静止電磁機器の設計磁束密度の振幅に対して、各巻鉄心内の磁束密度振幅が２／√３倍になる。
【００４２】
そのため、板状の磁性材料を積層し、鉄心内の磁路が単一の磁性材料で構成される積層鉄心に比べて、鉄心の断面積を約１５％大きく設計する必要があり、巻鉄心全体で発生する鉄損が増加する。
【００４３】
特許文献１においては、巻鉄心内の薄帯状磁性材料と、追加する薄帯状磁性材料の積層方向は同一であるため、三相三脚型鉄心の各巻鉄心内の磁束を互いに伝搬させる効果は想定しておらず、各巻鉄心内の磁束密度振幅は従来と同様、設計磁束密度振幅の２／√３倍となる。
【００４４】
一方、本実施例の補助鉄心の積層方向は、外側巻鉄心１ｂおよび内側巻鉄心１ａの積層方向（Ｚ軸）と略直交する水平方向（Ｘ軸方向）に配置することによって、従来の変圧器に比べて鉄損を低下させることができる。ひいては、従来と同一の鉄損値の鉄心を製造する場合には断面積を従来に比べて小さくすることが可能である。
【実施例２】
【００４５】
実施例２を図８を用いて説明する。図８は、図１に示した三相三脚型変圧器の全体図に示した面Ａと同様の縦断面図である。実施例１と異なる点は、固定金具３ｍの形状が異なり、固定金具３ｍの側面部と補助鉄心１０との間に絶縁部材５２を配置する点である。また、固定金具３ｍには、窓３１を設けない点が異なる。
【００４６】
実施例１と同様、三相三脚型変圧器の鉄心と巻線は、固定金具３ｍをスタッドボルト等（図示せず）で連結して、固定力６ａを鉛直方向に発生させて固定される。ここで固定金具３ｍの側面はＺＹ軸方向に向かって延びる面になっている。
【００４７】
補助鉄心１０を固定した後の固定金具３ｍの側面部と上面部の内側の角度は、補助鉄心１０を固定する前の固定金具３ｍの側面部と上面部の内側の角度より大きくなる。そのような構成で、固定金具３ｍから、固定金具３ｍの内側の絶縁部材５２と補助鉄心１０を、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの方向に、押えつける固定力６ｂが働く。
【００４８】
補助鉄心１０の外側には、断面がくさび形の絶縁部材５２を配置する。くさび形の絶縁部材５２を補助鉄心１０に当て、上記したように、固定金具３ｍから補助鉄心１０に、三相三脚型巻鉄心の側面への固定力６ｂを発生させる。また、実施例１の固定金具３ａと同様に、固定金具３ｍの内部、および低圧巻線２ａの端部に絶縁部材５を備えて、補助鉄心１０を、内側巻鉄心１ａの上部である上方向と、コイルのある下方向を固定する。
【００４９】
実施例２によれば、実施例１と比べて固定金具を小さく、簡単化することができる。また、板状磁性体部材１１の使用量を削減できることから変圧器の運用のみならず製造全体を通して省エネに貢献できる。
【実施例３】
【００５０】
実施例３を図９および図１０を用いて説明する。図９は、本実施例の三相三脚型変圧器の全体図と、同図中にＡで示した面における縦断面図である。実施例２と異なる点は、補助鉄心１０ｍの断面が台形であり、図８に示す１つ目の絶縁部材５と補助鉄心１０の側面に配置される絶縁部材５２を用いない点である。
【００５１】
実施例３では、補助鉄心１０を構成する板状磁性体部材１１は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂのヨーク部と対向する第一の面と、コイルの上面と対向する第二の面と、第一の面と前記第二の面との間に、傾斜した第三の面を少なくとも有する。
【００５２】
三相三脚型変圧器の鉄心と巻線は、上下に備えた固定金具３ｍをスタッドボルト等（図示せず）で連結して、固定力６ａを発生させて固定される。
【００５３】
図９に示すように、固定部である固定金具３ｍは、側面部と上面部を有し、補助鉄心１０を固定した後の側面部と上面部の内側の角度は、補助鉄心１０を固定する前の側面部と上面部の内側の角度より大きくなる。実施例２と同様に、固定金具３ｍから、内部にある板状絶縁部材５３と補助鉄心１０を押えつける固定力６ｂが働く。
【００５４】
上側の固定金具３ｍの側面は斜めになっており、補助鉄心１０の外側に、板状絶縁部材５３を当てて、補助鉄心１０に三相三脚型巻鉄心の側面への固定力６ｂを発生させる。また、コイルを構成する低圧巻線２ａの上部側の端部に絶縁部材５を備えて、コイル側である、補助鉄心１０ｍの下方向を固定する。さらに、固定金具３ｍからの板状絶縁部材５３を介した固定力６ｂにより、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂの上部である、補助鉄心１０の上方向および、三相三脚型変圧器の側面方向も固定される。従って、補助鉄心１０ｍの上下、側面方向は固定される。
【００５５】
図１０は、本実施例における三相三脚型変圧器の鉄心のみを示した全体図と、補助鉄心１０ｍの構造図である。補助鉄心１０は、矩形の板状磁性体部材１１を、切断線１３に沿って切り出して、矢印１０ａに示す水平方向（Ｘ軸方向）に積層し、固定テープ１２を巻回して、断面が台形の柱体を固定する。本実施例では、加工や作業し易さを考慮して、断面が台形の板状磁性体部材１１を例に説明したが、断面が三角形状の板状磁性体部材１１を積層した補助鉄心とする場合でも鉄損低減の効果がある。
【００５６】
また、補助鉄心１０は、三相三脚型巻鉄心のヨーク部において、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂの双方の側面に接して、上記したように上部側の固定金具３ｍを用いて補助鉄心１０ｍを保持する。鉄心下部側も固定金具３ｍと同様の構造で補助鉄心１０ｍを保持することができる。
【００５７】
実施例３によれば、実施例２に比べて、上部の固定金具３ｍ、および下部の固定金具の幅を縮小でき、固定金具を鎖交する巻線からの漏洩磁界が減少するので、固定金具で発生する漂遊損を低減することができる。
【実施例４】
【００５８】
図１１は、実施例４の補助鉄心１０の構造図と、三相三脚型巻鉄心のヨーク部の正面図である。実施例１と共通する部分の説明は省略する。実施例４では、板状磁性体部材１１を矢印１０ａで示す水平方向（Ｘ軸方向）に積層し、固定テープ１２を巻回して、直方体状に固定した複数の補助鉄心１０を、三相三脚型巻鉄心ヨーク部の、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂの双方の側面に接して固定する。補助鉄心１０、三相三脚型変圧器の鉄心、巻線は、実施例１乃至実施例３で示した固定金具３ａ、３ｍなどを使って、固定する。
【００５９】
実施例４によれば、複数の補助鉄心１０に分かれているため、補助鉄心１０の製造が容易となる。
【実施例５】
【００６０】
図１２は、実施例５における三相三脚型変圧器の上部ヨーク部の正面図と背面図である。実施例１と共通する部分の説明は省略する。実施例５の（ａ）は、コイルの低圧電極２１が備えられた低圧電極２１取り出し側の、固定金具３ａ、３ｍ内に配置され絶縁部材５と接触して固定された補助鉄心１０を２つに分け、低圧電極２１に相当する部分に間隙を設けて備える例が示される。一方、反対側の高圧電極取り出し側は、上部側と同様に配置できる。
【００６１】
実施例５の（ａ）の構造によれば、低圧電極２１が、補助鉄心１０の位置を低圧電極２１を避けて補助鉄心１０を配置することができる。この場合は、内側巻鉄心１ａと外側巻鉄心１ｂとの境界から磁束が漏れにくくすることができ、従来よりも鉄損を低減させる。
【００６２】
図１２の（ｂ）に示す高圧電極の取出し側については、放電のパスを作らないように、補助鉄心１０や固定金具は配置しない構成としてもよい。
【００６３】
また、図１２では、コイルである巻線と接続した高圧電極や低圧電極２１は、静止誘導機器の上部から取り出しているが、下部から電極を取り出す構成にしてもよい。その場合も、高圧電極の取出し側については、放電のパスを作らないように、補助鉄心１０や固定金具は配置しない構成としてもよい。
【００６４】
上記の実施例では、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂ、補助鉄心１０、１０ｍ等の材料は、方向性珪素鋼板に代表される方向性電磁鋼板、鉄基アモルファス合金、またはナノ結晶材料等から選択された材料を用いることができる。配置する場所に応じてそれぞれ異なる材料の補助鉄心１０、１０ｍを用いることができる。この場合は、配置する場所の磁束漏れ量に適応する異なる材料の補助鉄心１０、１０ｍを用いる。また、内側巻鉄心１ａと、外側巻鉄心１ｂ、補助鉄心１０とは同一の材料でもよいし、互いに異なる材料であってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ａ：内側巻鉄心
１ｂ：外側巻鉄心
２ａ：低圧巻線
２ｂ：高圧巻線
１０：補助鉄心
１１：板状磁性体部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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