(57)【要約】本発明は鉄心の周りに同心的に配置される電気巻線に関する。また本発明は、少なくとも１個の鉄心と少なくとも１個の電気巻線とを有し、この電気巻線が鉄心の周りに同心的に配置される変圧器に関する。本発明に基づき、電気巻線は固定装置に固く結合され、該固定装置はラジアル平面上に固定される。この結果、電気巻線相互の追加的固定および機械的に強化すべき鉄心に対する電気巻線の追加的固定が不要となり、製造を簡単化できる。
2009517873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄心（２）の周りに同心的に配置される電気巻線において、
電気巻線が、該電気巻線の少なくとも片側端面に配置された固定装置（３）に固く結合され、該固定装置（３）がラジアル平面（４）上に固定されたことを特徴とする電気巻線。
【請求項２】
固定装置（３）が電気巻線と共に注型樹脂コイル（１）の形に注型成形されたことを特徴とする請求項１記載の電気巻線。
【請求項３】
複数の固定装置（３）が、注型樹脂コイル（１）の端面側に、電気巻線の円周にわたって等間隔に分布していることを特徴とする請求項１又は２記載の電気巻線。
【請求項４】
固定装置（３）が取付け要素（５）の受け部を有することを特徴とする請求項１から３の１つに記載の電気巻線。
【請求項５】
少なくとも１個の補償要素が、固定装置（３）および／又は外側ホルダ（６）に、又は固定装置（３）と外側ホルダ（６）との間に配置されたことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の電気巻線。
【請求項６】
少なくとも１個の鉄心（２）と少なくとも１個の電気巻線とを有し、該電気巻線が鉄心の周りに同心的に配置された変圧器（７）において、
電気巻線が、該電気巻線の少なくとも片側端面に配置された固定装置（３）に固く結合され、該固定装置（３）がラジアル平面（４）上に固定されたことを特徴とする変圧器。
【請求項７】
電気巻線が固定装置（３）と共に注型樹脂コイル（１）の形に注型成形されたことを特徴とする請求項６記載の変圧器。
【請求項８】
注型樹脂コイル（１）が変圧器鉄心（２）の周りで低電圧コイルおよび／又は高電圧コイルとして用いられることを特徴とする請求項６又は７記載の変圧器。
【請求項９】
単脚形或いは多脚形鉄心（２）の場合、注型樹脂コイル（１）が外側ホルダ（６）としての下側固定枠（６）上に固定装置（３）によって固定されることを特徴とする請求項６から８の１つに記載の変圧器。
【請求項１０】
少なくとも１個の補償要素が、固定装置（３）および／又は外側ホルダ（６）に、又は固定装置（３）と外側ホルダ（６）との間に配置されたことを特徴とする請求項６から９の１つに記載の変圧器。
【請求項１１】
低電圧コイルとしての電気巻線が鉄心（２）に相対して配置され、高電圧コイルとしての注型樹脂コイル（１）が低電圧コイルおよび鉄心（２）の周りに配置され、固定装置（３）によって外側ホルダ（６）に固定されたことを特徴とする請求項６から１０の１つに記載の変圧器。
【請求項１２】
上側固定枠（８）が変圧器（７）の上部継鉄として鉄心（２）の幅より幅広くされ、これにより、内側位置巻線と鉄心（２）との間における冷却材の循環を害さないことを特徴とする請求項６から１１の１つに記載の変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄心の周りに同心的に配置される電気巻線に関する。
【０００２】
また本発明は、少なくとも１個の鉄心と少なくとも１個の電気巻線とを有し、この電気巻線が鉄心の周りに同心的に配置される変圧器にも関する。
【０００３】
インダクタンスコイルや変圧器のような電磁構成体を構成する際、個々の構成要素の相互に正確な配列、固定および機械的安定化が必要である。製造中、搬送中および一部では数十年の運転中にわたって、鉄心と巻線との相対位置が常時保証されねばならない。
【０００４】
注型樹脂変圧器の場合、低電圧コイルおよび／又は高電圧コイルは注型樹脂材料で注型成形され、かくして製造された注型樹脂成形体の機械的安定性を保証している。該注型樹脂変圧器は、通常、特に多脚鉄心の場合、一般に成層鋼板から成る鉄心を機械的に安定化すべく、上下に各々固定枠を配置した鉄心を利用するように構成されている。内側位置巻線、通常は低電圧コイルは、従来、スペーサ間隔要素および下側に、場合によっては上側にも配置された支持装置で、鉄心に固定されている。外側位置巻線も同様に支持装置および場合によってはスペーサによって内側位置巻線に対し固定されている。この場合、鉄心は、例えば環状バンド等の外側位置支持枠により機械的に強化され、スペーサにより外側電気巻線に対する支持体として用いられる。
【０００５】
変圧器の搬送中も巻線と鉄心との相対固定を保証すべく、通常、鉄心表面に固定枠が配置され、該固定枠は巻線と固定枠の間の締付け固定を相応した支持装置により保証する。支持装置は、一方で固定枠および鉄心の接地電圧に対し巻線を電気絶縁するために用いられ、他方でスペーサによって行われている内側位置巻線と鉄心との相対固定を支援するために用いられ、鉄心自身は外側支持枠によって機械的に強化されている。
【０００６】
しかしこの場合、内側位置巻線と鉄心の相対固定のためのプレストレスを正確に設定せねばならない欠点がある。利用した楔止め要素のバイアスが誤って設定されている場合、特に搬送中、変圧器の一部で大きな加速度のために楔止め要素が緩み、このために、固定が緩んでしまうことを考慮に入れねばならない。加えて、エラストマやばねで支持する場合、それらが変圧器の寿命期間にわたり熱膨張を吸収せねばならない。
【０００７】
本発明の課題は従来の上述の欠点を解消し、巻線の単純な固定を実現することにある。
【０００８】
この課題は請求項１と請求項６に記載の特徴によって解決される。即ち、請求項１に記載の特徴に応じ、電気巻線が、この電気巻線の少なくとも片側端面に配置された固定装置に固く結合され、ラジアル平面上に固定されることで解決される。電気巻線の構造への固定装置の一体組入れにより、外側ホルダおよび／又は支持枠で強化された鉄心に対し、締付け固定要素とスペーサを利用する必要がなくなる。電気巻線はこの電気巻線に固く結合された固定装置によりラジアル平面上に固定され、該電気巻線は鉄心の周りに同心的に配置される。ラジアル平面上に固定される場合、鉄心も周囲支持枠によりラジアル平面に対して固定されるので、電気巻線の再調整或いは相対固定は不要である。
【０００９】
電気巻線と鉄心の相対固定を行う公知の支持装置と比べ、本発明に基づき、構成要素の再調整および固定のための他の保持要素や楔止め要素は不要である。ラジアル平面への選定された取付け方式に応じて、電気巻線への固定装置の一体組入れにより、固定装置と電気巻線との相対運動は生ぜず、この結果、例えば変圧器の搬送中に加わる加速度等の外的影響で、固定装置により取り付けられた電気巻線が変位することはない。
【００１０】
本発明の有利な実施態様では、固定装置を電気巻線と共に注型樹脂材料で注型樹脂コイルの形に注型成形する。かく製造した注型樹脂コイルは大きな機械的安定性を有し、同時に固定装置と電気巻線との間の固い結合を保証する。
【００１１】
その場合、本発明に基づいて、複数の固定装置が、注型樹脂コイルの下側端面側に、電気巻線の円周にわたって等間隔に分布するように構成する。この結果、注型樹脂コイルの機械的負荷を一層軽減し、各固定装置を外側ホルダに接続するための十分な接触面を、ラジアル平面上に用意できる。
【００１２】
固定装置が取付け要素の受け部を有しているとよい。これは、最も単純な場合、固定装置の端面とは反対の側にあるねじ孔であり、該ねじ孔に、例えばボルト等の対応した取付け手段をねじ込み、もって、注型樹脂コイルを対応した外側ホルダに固く固定できる。
【００１３】
本発明の有利な実施態様では、注型樹脂コイルの半径方向運動を阻止すべく、固定装置の外側ホルダへの取付けは、少なくとも１個の補償装置にて行う。通常巻線と外側固定枠に各々利用する材料が異なっているので、熱負荷時にそれらの異なる熱膨張係数のために異なる熱膨張が生じ、注型樹脂コイルと外側ホルダとの間に相対変位が生ずる。外側ホルダに関する注型樹脂コイルの起こり得る相対変位のため、固定装置と外側ホルダとの固い結合時および大きな熱負荷時に固定装置が破損する危険がある。運転中に生ずる外側ホルダに対する注型樹脂コイルの伸びを補償する、例えば各固定装置に関して半径方向に向いた長孔のような補償要素を利用することで、その相対変位を相殺できる。注型樹脂コイルと外側ホルダの異なる熱膨張係数に起因する相対変位は、弾性補償要素でも同様に相殺できる。該補償要素は、固定装置および／又は外側ホルダに直接一体に設けられ、又は固定装置と外側ホルダとの接続要素として両者間に配置される。固定装置に一体化した補償要素および固定装置と、外側ホルダとの同時の接続要素としての補償要素の上述した組合せ方式も、本発明の有利な実施態様である。同じことは、外側ホルダに一体化した補償要素および固定装置と外側ホルダとの接続要素としての補償要素の組合せにも当てはまる。
【００１４】
本発明の課題は請求項６に記載の特徴によっても同様に解決される。本発明に基づく変圧器は、電気巻線が、その少なくとも片側端面に配置された固定装置に固く結合され、この固定装置が鉄心に関してラジアル平面上に固定されることにより特徴づけられる。このラジアル平面は、例えば外側ホルダとしての下側固定枠である。
【００１５】
本発明に基づき、電気巻線は固定装置と共に注型樹脂材料により注型樹脂コイルの形に注型成形される。かく製造された注型樹脂コイルは、変圧器鉄心の周りに低電圧コイルおよび／又は高電圧コイルとして配置される場合に用いられる。この本発明に基づく注型樹脂コイルにより、低電圧コイルおよび／又は高電圧コイルを注型樹脂コイルとして成形でき、該コイルは、支持枠により強化した鉄心に固定する必要がない。低電圧コイルおよび／又は高電圧コイルとしてそのように成形された注型樹脂コイルの外側ホルダにおける固定および同時に大きな機械的安定性により、通常の製造方法における支持枠で強化された鉄心とスペーサによる固定が不要となる。むしろ本発明に基づき、鉄心の通常利用している支持枠を省略し、本発明に基づく注型樹脂コイルの安定性を、支持枠を使用せずにスペーサにより内側位置鉄心に伝達でき、この結果追加的補助手段なしに鉄心を固定できる。
【００１６】
有利な実施態様では、固定装置および／又は外側ホルダおよび／又は固定装置と外側ホルダとの接続要素に、注型樹脂コイルの半径方向変位を吸収するための補償要素を装備する。これは、一方では、外側ホルダ或いは固定装置の内部に、半径方向に延びる長孔状切欠きで形成できる。また、外側ホルダと固定装置との間に接続要素として弾性補償要素を配置することもできる。
【００１７】
低電圧コイルとしての電気巻線を、完全中実注型樹脂コイルとして設計し、鉄心に固定するとよい。高電圧コイルは注型樹脂コイルとして低電圧コイルおよび鉄心の周りに配置し、固定装置により、例えば下側固定枠等の外側ホルダに取り付け得る。
【００１８】
本発明に基づき、上側固定枠を変圧器の上部継鉄として鉄心の幅より僅かに幅広くし、もって内側位置巻線と鉄心との間の、例えば空気や油等の冷却材の循環が害されないようにしてもよい。本発明に基づき電気巻線の上側に非屈曲固定枠を利用することで、変圧器の冷却は害されない。鉄心と低電圧コイルの間の隙間および／又は低電圧コイルと高電圧コイルの間の隙間に支持要素を配置していないので、それら電気構成要素間の支障のない空気循環が達成される。電気巻線を軸方向に支えるべく電気巻線の上側に屈曲上側固定枠が存在せず、この通常屈曲した上側固定枠は、非屈曲固定枠で置換されている。この結果高電圧コイルと低電圧コイルの間並びに鉄心と低電圧コイルの間を空気は支障なしに循環し、これは巻線間の大気の大きな流量を保証する。これは巻線の冷却作用を著しく向上させ、同時に外側固定枠に対する材料使用量を低減させる。
【００１９】
本発明の他の特徴を従属請求項に示す。以下図を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１ａは、各々取付け要素５の受け部を備えた４個の固定装置３を有する注型樹脂コイル１を概略側面図で示す。注型樹脂コイル１の高電圧接続端子９も概略側面図に示している。固定装置３を注型樹脂コイル１に共通の注型樹脂成形体の形に完全に一体化しているため、一方では注型樹脂成形体の安定形状が生じ、他方では固定装置３の注型樹脂コイル１への一体組入れにより、注型樹脂コイル１を固定装置３および対応したラジアル平面４（図示せず）だけで固定可能である。
【００２１】
図１ｂに、各々取付け要素５の受け部を備えた４個の固定装置３を有する注型樹脂コイル１を概略底面図で示す。ラジアル平面４はその紙面平面内にぴったり位置している。この注型樹脂コイル１は内側に位置する空所により変圧器鉄心２（図示せず）の上に被せられ、下側固定枠６のようなラジアル平面４上に結合される。
【００２２】
変圧器鉄心２と、低電圧コイルとして利用する注型樹脂コイル１の間に、完全に開いた隙間が存在する。従って支持枠で安定化された鉄心２に対するスペーサによる注型樹脂コイル１の従来必要であった固定は、本発明においては不要となる。
【００２３】
図２は三脚鉄心形態を持つ本発明に基づく変圧器７を示す。この場合、下側固定枠６はラジアル平面４を形成している。該平面４上に、低電圧コイルとしての電気巻線と高電圧コイルとしての注型樹脂コイル１が置かれ、この接続手段だけで固定されている。この場合、低電圧コイルと高電圧コイルの間に形成された同心的な冷却通路は、楔止め要素によって狭められない。そのように形成した変圧器７の冷却作用を一層向上すべく、変圧器７の上部領域において、固定枠８が非屈曲部分で形成されている。上述の本発明に基づく変圧器７に対し、鉄心２を軸方向に固定する固定枠８の通常の屈曲は不要であり、省略できる。従って本発明に基づく装置は、変圧器７全体の冷却作用を向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１ａ】各々取付け要素の受け部を備えた４個の固定装置を有する注型樹脂コイルの概略側面図。
【図１ｂ】各々取付け要素の受け部を備えた４個の固定装置を有する注型樹脂コイルの概略底面図。
【図２】三脚鉄心形態としての本発明に基づく変圧器の概略側面図。
【符号の説明】
【００２５】
１  注型樹脂コイル、２  鉄心、３  固定装置、４  ラジアル平面、６  外側ホルダ、
７  変圧器
【図１ａ】
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【図１ｂ】
2009517873.tif 000004
【図２】
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【国際調査報告】
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2009517873.tif 000008
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