(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの鉄心脚を有する鉄心と，該鉄心脚の周囲に巻回された巻線とを備えて静止誘導電器本体を構成し，
前記鉄心は，磁性体金属リボンを積層したものを曲げて環状にしたものを巻鉄心ブロックとして，該巻鉄心ブロックを磁性体金属リボン幅方向に３つ以上並べてまとめた巻鉄心ブロック群として構成され，
前記鉄心を構成する巻鉄心ブロックは，一つの巻鉄心ブロックでは一つの幅の磁性体金属リボンが積層され，磁性体金属リボン幅方向に中央側の巻鉄心ブロックほど磁性体金属リボンの積層厚さが厚くなるよう積層され、磁性金属リボンの幅方向中央に位置する巻鉄心ブロックは端に位置する巻鉄心ブロックより大きな幅で構成され，
前記鉄心の鉄心脚は，前記巻鉄心ブロックが磁性体金属リボンの積層方向に中央揃えに配置されて，鉄心脚の磁性体金属リボン幅方向×積層方向の断面が略円形となるよう構成され，
前記鉄心脚が重力方向に立つように設置され，
前記鉄心の上部ヨークは，前記巻鉄心ブロックの窓内側面を同一面に揃えて配置されると共に、
前記鉄心の下部ヨークは，前記巻鉄心ブロックの窓外側面を同一面に揃えて配置される静止誘導電器。
【請求項２】
請求項１に記載の静止誘導電器であって，
前記鉄心がサイドヨークを持ち，少なくとも一つのサイドヨークは，前記巻鉄心ブロックの窓内側面を同一面に揃えて配置される静止誘導電器。
【請求項３】
請求項１に記載の静止誘導電器であって，
前記鉄心がサイドヨークを持ち，少なくとも一つのサイドヨークは，前記巻鉄心ブロックの窓外側面を同一面に揃えて配置される静止誘導電器。
【請求項４】
請求項１に記載の静止誘導電器であって，
上部ヨーク下部に平板状の鉄心支持部材が配置されて上部ヨークが支持され，
下部ヨーク下部に設置面が配置されて下部ヨークが支持される静止誘導電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は変圧器やリアクトルなどの静止誘導電器に係り，特に，鉄心を巻鉄心で構成する静止誘導電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
変圧器やリアクトル等の静止誘導電器は，多くは磁性体で構成される鉄心を有しており，特に数MVA以下の比較的小容量の静止誘導電器の鉄心は，作業性向上を目的として巻鉄心と呼ばれる構造が広く採用されている。巻鉄心は，一般に短冊状に切断した磁性金属リボンを積層したものを，環状に曲げて構成されている。最も単純な構造の巻鉄心では，構成する磁性金属リボンは，同じ幅のものが積層される。この場合，巻鉄心の断面，一般に鉄心環を描く閉曲線に対し垂直にとった断面を指す，は，矩形となる。
【０００３】
鉄心を有する静止誘導電器の巻線は，鉄心断面の外縁に出来るだけ近接して巻き回し，巻線が囲う面積に対して鉄心断面が占める面積の割合である占積率を，出来るだけ大きくすることが合理的である。占積率を大きくとることで，静止誘導電器本体の寸法低減，損失低減を図ることが出来る。そこで，矩形断面の巻鉄心に対しては，矩形状に巻線を巻き回す場合が多い。または，巻線を構成する電線の曲げなどの作業性から，楕円形状やレーストラック状に巻き回す場合が多い。
【０００４】
また，巻線は事故時電流が流れた際に生じる電磁力に耐えることが要求され，一般に静止誘導電器の容量が大きくなると，その電磁力が大きくなる。耐えるべき電磁力が大きくなると，一般に矩形，楕円，レーストラック状の巻線よりも，円形の巻線の方が耐電磁力を満たすのに経済的である。
【０００５】
従って，数MVAより大きな，比較的大容量の静止誘導電器では円形の巻線が選択され，矩形断面の鉄心では占積率が著しく低下してしまう。そこで鉄心断面を円形に近づけることが要求され，大容量の静止誘導電器では積鉄心による略円形断面の鉄心が採用されている。積鉄心は，種々の形状の磁性金属リボンを組み合わせて額縁形状の環に積層したものを組み合わせて，鉄心環を構成している。鉄心環は一般に額縁形状で，鉄心環を積層しながら構成する磁性金属リボンの幅を変えることで略円形の鉄心断面を実現している。
【０００６】
巻鉄心においては，例えば特許文献１に見られるように，積鉄心同様，磁性金属リボン幅を積層させながら変えることで略円形の鉄心断面を実現し，これを巻いて環状にするで略円断面巻鉄心を構成する方法が知られている。また特許文献１では環の途中で鉄心を複数分割している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２９６００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
静止誘導器を大容量化するにあたり，耐電磁力向上のため巻線を円形に巻き，巻線に合わせて占積率向上のために鉄心を円形断面にするのが望ましい。さらに，鉄心を巻鉄心で実現できれば工程短縮し，経済性向上に繋げることができる。
【０００９】
特許文献１に記載された技術は，巻鉄心により円形断面を実現する意味では一般的な手法をとりながら，巻鉄心を環の途中で複数分割することで，一度に扱う磁性金属リボンの長尺化を抑え，作業し易さ改善や設備での生産可能な容量拡大を実現できる利点がある。一方，大容量器で一般的な円断面の積鉄心とは異なり，鉄心窓内側に磁性金属リボンの幅広面が来るため，鉄心を支持するために窓内に支持構造を設ける必要があり，さらに円形断面であるため支持部材が複雑化し，窓が大きくなって鉄心材料使用量が増加する課題が残されている。
【００１０】
本発明の目的は、上記静止誘導電器の巻鉄心について，矩形断面の巻鉄心を，構成する磁性金属リボンの幅方向に複数並べて一つの巻鉄心とし，各矩形断面巻鉄心の積層厚さを変え，各矩形断面を，巻線内部空間では積層方向に中央揃えにして円形とし，鉄心のヨークでは各矩形断面巻鉄心の窓内側の面を同一平面上に合わせることで，鉄心支持構造が簡便な円断面巻鉄心を持つ静止誘導電器を供給することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために，本発明に係る静止誘導電器は，少なくとも２つの鉄心脚を有する鉄心と，該鉄心脚の周囲に巻回された巻線とを備えて静止誘導電器本体を構成し，前記鉄心は，磁性体金属リボンを積層したものを曲げて環状にした巻鉄心であり，該巻鉄心は，単体の矩形断面巻鉄心を一つの巻鉄心ブロックとして積層厚さの異なる複数の巻鉄心ブロックを磁性体金属リボンの幅方向に並べた巻鉄心ブロック群で構成し，該鉄心の磁性体金属リボン幅方向×積層方向の断面が，鉄心脚では段付円断面，ヨークでは窓内に直線辺が来るようにすることで，窓内のヨーク支持を平面で行うことが出来るようにし，鉄心支持構造の簡便化を実現する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば，静止誘導電器で円断面巻鉄心を適用する場合にヨークの支持構造が簡便にでき，鉄心窓の大きさの最小化が図れ，鉄心寸法を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した変圧器の第一の実施例としての構成図である。
【図２】図１の鉄心について，鉄心窓を正面に見た視図である。
【図３】図２の鉄心についてＡ−Ａでの断面図である。
【図４】図２の鉄心についてＢ−Ｂでの断面図である。
【図５】図４の鉄心断面図について，実際の変圧器の構成例として，巻線，支持部材，絶縁物構造物を加えた構成図である。
【図６】本発明を適用した変圧器の第二の実施例としての構成図である。
【図７】図６の鉄心について，鉄心窓を正面に見た視図である。
【図８】図７の鉄心についてＡ−Ａでの断面図である。
【図９】図７の鉄心についてＢ−Ｂでの断面図である。
【図１０】図９の鉄心断面図について，実際の変圧器の構成例として，巻線，支持部材，絶縁物構造物を加えた構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明では，静止誘導電器の鉄心を，磁性体金属リボンを積層したものを曲げて環状にした巻鉄心とし，前記巻鉄心を，単体の矩形断面巻鉄心を一つの巻鉄心ブロックとして積層厚さの異なる複数の巻鉄心ブロックを磁性体金属リボンの幅方向に並べて組み合わせた巻鉄心ブロック群で構成し，該鉄心の磁性体金属リボン幅方向×積層方向の断面が，鉄心脚では段付円断面，ヨークでは窓内に直線辺が来るようにすることで，窓内のヨーク支持を平面で行うことが出来るようにし，鉄心支持構造の簡便化を実現できる。
【実施例１】
【００１５】
図１乃至１０により本発明の実施例を説明する。図１に本発明を適用する第一の実施例の，静止誘導電器本体構造を示す。図１の電器本体は二つの鉄心脚１Ａ，鉄心脚１Ａ間を磁気的に接続する上ヨーク１Ｂ，下ヨーク１Ｃを持つ巻鉄心１，各鉄心脚に巻き回された巻線２で構成された単相二脚構造である。図１の電器本体は図下方向に重力の向きを取るよう設置される。鉄心１Ａは磁性金属リボンを積層したものを曲げて環状にした巻鉄心である。
【００１６】
本発明は特に図１で示した巻鉄心の鉄心脚１Ａ断面を円形とする手段と，上下ヨーク１Ｂ，１Ｃの断面形状及び支持構造に適用される。鉄心１の，窓を正面に見た視図を図２に示す。図２乃至図４に示すように，鉄心１は所定幅の磁性金属リボンを積層した矩形断面巻鉄心を一つの巻鉄心ブロックとし，複数の幅，積層厚さを持つ巻鉄心ブロック１１Ａ乃至１１Ｅを，磁性金属リボンの幅方向に並べた巻鉄心ブロック群として構成され，磁性金属リボンの幅方向に中央側の巻鉄心ブロックほど積層厚さを厚くし，磁性金属リボンの幅方向中央に位置する巻鉄心ブロックは端に位置する巻鉄心ブロックより幅を大きくしている。図２Ａ−Ａでの鉄心脚１Ａ断面は，図３に示すように，巻鉄心ブロック１１Ａ乃至１１Ｅを磁性体金属リボンの積層方向に中央揃えすることで，略円断面となるように構成される。図２Ｂ−Ｂでの上下ヨーク１Ｂ，１Ｃ断面は，図４に示すように巻鉄心ブロック１１Ａ乃至１１Ｅの下面を揃えるように配置され，上ヨークを支えるための窓内支持部材３が，図５に示すように一つの平面で上ヨーク１Ｂを支持する構造を取る。下ヨーク１Ｃは電器本体の設置面上に配置することで特に支持を必要とせず，図５の下支持部材４は主に巻線２を支持する用途で配置される。巻線２は窓内支持部材３と下部支持部材４により，絶縁物構造部材５を介して固定・支持される。窓内支持部材３は最も単純な平板のものを示しているが，上ヨーク１Ｂと平面で接する構造であれば，ステーやボルト穴などを設けてよい。下側支持部材４は最も単純な矩形柱のものを示しているがこれに限定されず，矩形管，コの字形，Ｉ形，Ｈ形などの形を取ってよく，またステーやボルト穴などを設けてよい。また鉄心１は締結帯などで縛ってよい。これらの構造によれば，鉄心脚１Ａを重力方向に立てて設置する静止誘導電器において，上下ヨーク１Ｂ，１Ｃの支持構造が簡便で済み，そのため窓の寸法が最小化されて鉄心材料の使用量が低減でき，合理的な円断面巻鉄心を実現することができる。
本実施例では５つの巻鉄心ブロックにより構成する例を示しているが，３つ以上の巻鉄心ブロックがあれば同様の構成が可能である。
【実施例２】
【００１７】
図６に本発明を適用する第二の実施例の，鉄心構造を示す。鉄心構造以外の構成は図１同様で，電器本体は二つの鉄心脚１Ａ，および二つの鉄心脚間を磁気的に接続する二つのヨーク１Ｄを持つ鉄心１，各鉄心脚に巻き回された巻線２で構成された単相二脚構造である。鉄心は磁性金属リボンを積層したものを曲げて環状にした巻鉄心である。第二の実施例では電器の設置向きは限定されない。
【００１８】
図６の巻鉄心１の，窓を正面に見た視図を図７に示す。図７乃至図９に示すように，実施例１と同様，鉄心１は所定幅の磁性金属リボンを積層した矩形断面巻鉄心を一つの巻鉄心ブロックとし，複数の幅，積層厚さを持つ巻鉄心ブロック１１Ａ乃至１１Ｅを，磁性金属リボンの幅方向に並べた巻鉄心ブロック群として構成され，磁性金属リボンの幅方向に中央側の巻鉄心ブロックほど積層厚さを厚くし，磁性金属リボンの幅方向中央に位置する巻鉄心ブロックは端に位置する巻鉄心ブロックより幅を大きくしている。図７Ａ−Ａでの鉄心脚１Ａ断面は，図３に示したものと同様に，巻鉄心ブロック１１Ａ乃至１１Ｅを磁性体金属リボンの積層方向に中央揃えすることで，略円断面となるように構成される。図７Ｂ−Ｂでのヨーク１１Ｄ断面は，図８に示すように窓内側の巻鉄心ブロック１１Ａ乃至１１Ｅの面を揃えるように配置され，ヨークを支えるため図９に示すように窓内支持部材３と段付支持部材６が配置される。巻線２は窓内支持部材３と段付支持部材６により，絶縁物構造部材５を介して固定・支持される。段付支持部材は窓外の構造物であるため鉄心寸法に影響せず，また作業スペースを確保しやすいため容易に設置できる。窓内支持部材３は最も単純な平板のものを示しているが，上ヨーク１Ｂと平面で接する構造であれば，ステーやボルト穴などを設けてよい。段付支持部材６は補強のためのステーやボルト穴などを設けてよい。また鉄心は締結帯などで縛ってよく，これにより窓内支持部材３や段付支持部材６の一部を省略してもよい。これらの構造によれば，ヨーク１Ｄの支持を簡便に実現しつつ，鉄心１の窓寸法を最小に抑えて材料の使用量を低減した，合理的な円断面巻鉄心を実現することができる。
本実施例では５つの巻鉄心ブロックにより構成する例を示しているが，３つ以上の巻鉄心ブロックがあれば同様の構成が可能である。
なお本発明は図１，６の単相二脚構造に限定されず，単相三脚，三相三脚，三相五脚といった構成を取り得る。単相三脚，三相五脚の巻線の巻き回されない側脚は，サイドヨークとの呼称の如く本実施例で示した各ヨーク１Ｂ乃至１Ｄと同じ構造を取り得る。
【符号の説明】
【００１９】
１Ａ・・・鉄心脚
１Ｂ・・・上ヨーク
１Ｃ・・・下ヨーク
１Ｄ・・・ヨーク
１・・・鉄心
２・・・巻線
３・・・窓内支持部材
４・・・下部支持部材
５・・・絶縁物構造部材
６・・・段付支持部材
【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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