KR101594482B1 - A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet - Google Patents

A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet Download PDF

Info

Publication number
KR101594482B1
KR101594482B1 KR1020150002751A KR20150002751A KR101594482B1 KR 101594482 B1 KR101594482 B1 KR 101594482B1 KR 1020150002751 A KR1020150002751 A KR 1020150002751A KR 20150002751 A KR20150002751 A KR 20150002751A KR 101594482 B1 KR101594482 B1 KR 101594482B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
core
sheet
wound
silicon steel
amorphous
Prior art date
Application number
KR1020150002751A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김문웅
Original Assignee
주식회사 케이피일렉트릭
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이피일렉트릭 filed Critical 주식회사 케이피일렉트릭
Priority to KR1020150002751A priority Critical patent/KR101594482B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101594482B1 publication Critical patent/KR101594482B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H01F27/2455—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented using bent laminations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

The present invention relates to a wound core type transformer of combining an amorphous alloy sheet with a silicon steel sheet which is configured to wind one wound core, used in a pole transformer or the like, by a plurality of metal sheets and configured by combining an amorphous alloy sheet with a silicon steel sheet. The wound core type transformer comprises: a silicon steel sheet wound on an inner side of the wound core by a plurality of layers; an amorphous metal sheet wound and stacked on an external surface of the wound silicon steel sheet; and a hollow portion prepared by an empty space by allowing a central portion not to be filled with a steel core. Higher a stacked height of a steel core gets, higher a degradation rate gets, so the wound core type transformer designs a proper stacked height to replace a portion of an outer stacked height with an amorphous core, thereby drastically reducing no-load loss.

Description

아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기 { A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet }FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a solid-wound core transformer comprising an amorphous sheet and a silicon steel sheet,

본 발명은 주상 변압기 등에 사용하는 하나의 권철심을 다수의 금속 시트로 권취하여 구성하되, 아몰퍼스(Amorphous) 합금 시트와 규소강 시트를 혼합하여 구성하는, 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a composite winding core transformer (1) comprising an amorphous alloy sheet and a silicon steel sheet, which are constituted by winding one winding core used for a punching transformer or the like with a plurality of metal sheets, .

일반적으로, 주상변압기 등에 사용되는 권철심의 코아 재질은 크게 규소강판과 아몰퍼스(Amorphous) 코아 두 가지로 나눌수 있다. 아몰퍼스 코아는 규소강판에 비하여 무부하손실이 1/4배 정도로 손실이 적지만, 코아 가격이 비싸고 포화자속밀도가 낮아 경제적인 설계에 취약하다.Generally, the core material of the core of the wire core used for the punching transformer can be roughly divided into two types: silicon steel sheet and amorphous core. The amorphous core has less loss of no-load loss than silicon steel, which is less than one-fourth the loss. However, the amorphous core is prone to economical design because of its high core price and low saturation magnetic flux density.

특히, 에너지 절약-형태 변압기 권철심으로서 철손이 적고 자기 특성이 우수한 아몰퍼스 재료가 사용되고 있다. 즉, 종래의 다상 변압기 철심을 제작하는 방법으로서는, 규소강판을 권회하여 조립하거나, 규소강판을 절단하여 겹쳐 쌓아올린다. 그런데, 이 경우, 변압기가 발열하여 수명의 단축, 에너지절약 대책 등 과제들이 발생되는데, 이를 해결하기 위하여 아몰퍼스 자성 박대(얇은 스트립)를 사용하는 다상 변압기 철심이 제시되고 있다.In particular, an amorphous material having low iron loss and excellent magnetic properties is used as an energy saving-type transformer winding core. That is, as a conventional method of manufacturing the polyphase transformer iron core, the silicon steel sheet is wound and assembled, or the silicon steel sheet is cut and stacked. In this case, the transformer is heated, shortening the life span, and taking measures to save energy. In order to solve this problem, a polyphase transformer iron core using an amorphous magnetic thin film (thin strip) is proposed.

또한, 아몰퍼스 박대는, 철(Fe), 규소(S), 붕소(B)로 이루어진 합금으로서, 딱딱하고 무르다고 하는 성질이 있다. 따라서 이것에 의해 다상 변압기 철심을 제작하는 경우, 철손은 규소강판에 비해 1/3 ~ 1/4 정도로 감소할 수 있지만, 기계적 강도는 저하되어 강성이 부족하고, 결과적으로, 철심이 변형되기 쉽고 제작이 용이하지 않다는 결점이 있다.Further, the amorphous thin film is an alloy made of iron (Fe), silicon (S) and boron (B) and has a property of being hard and tough. Therefore, when the multi-phase transformer iron core is fabricated, the iron loss can be reduced to about 1/3 to 1/4 of that of the silicon steel sheet, but the mechanical strength is lowered and the rigidity is insufficient. As a result, Is not easy.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 철손의 감소에 유효한 아몰퍼스 권철심을 내측으로 하고, 규소강판 권철심을 외측으로 하여, 양 철심에 의한 복합 구조의 다상 변압기 철심이 제시되고 있다[특허문헌 1].In order to solve such a problem, a multi-phase transformer iron core of a composite structure composed of an iron core and an iron core wound around the inner periphery of an amorphous iron core effective for reduction of iron loss has been proposed [Patent Document 1].

도 1에서 보는 바와 같이, 종래 기술에 따른 권철심 3상 몰드 변압기(100)는 코일부(110) 및 철심부(120)를 포함한다. 코일부(110)는 3상 변압기를 구현하기 위해서, 제1 코일 부재(111), 제2 코일 부재(112) 및 제3 코일 부재(113)로 구성된다. 각각의 코일 부재는 코일을 용수철 모양으로 감은 형태이며, 고전류를 흘려 전자기 유도 현상에 의해 전압을 변환한다. As shown in FIG. 1, the conventional three-phase wound three-phase transformer 100 according to the prior art includes a coil portion 110 and an iron core portion 120. The coil part 110 is constituted by a first coil member 111, a second coil member 112 and a third coil member 113 in order to realize a three-phase transformer. Each coil member is formed by winding a coil in the form of a spring, and a voltage is converted by electromagnetic induction by flowing a high current.

철심부(120)는 코일부(110)를 구성하는 각각의 코일 부재를 관통하는 형태이다. 철심부(120)는 전자기 유도 현상에 의해 발생한 자속이 흐를 수 있는 통로 역할을 한다. 철심부(120)는 제1 코일 부재(111)와 제2 코일 부재(112) 사이에 형성된 제1 철심 부재(121), 제2 코일 부재(112)와 제3 코일 부재(113) 사이에 형성된 제2 철심 부재(122) 그리고, 제1 코일 부재(112)와 제3 코일 부재(113) 사이에 형성된 제3 철심 부재(123)로 구성된다.The iron core part 120 is in the form of penetrating each of the coil members constituting the coil part 110. The iron core 120 serves as a passage through which the magnetic flux generated by the electromagnetic induction phenomenon can flow. The iron core unit 120 includes a first iron core member 121 formed between the first coil member 111 and the second coil member 112 and a second iron core member 121 formed between the second coil member 112 and the third coil member 113 A second iron core member 122 and a third iron core member 123 formed between the first coil member 112 and the third coil member 113.

도 2는 도 1에 있는 권철심 3상 몰드 변압기에서 철심부(120) 만을 표시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 제1 철심 부재(121)는 제1 코일 부재(111)와 제2 코일 부재(112) 사이에 시트 모양의 철심을 연속적으로 감아 형성한다. 연속적으로 감은 상기 제1 철심 부재(121)는 다수의 층을 형성한다. 변압기의 크기, 성능에 따라 그 층의 수는 변화할 수 있다. 제2 철심 부재(122)는 제2 코일 부재(112)와 제3 코일 부재(113) 사이에 시트 모양의 철심을 연속적으로 감아 형성한다. 그 기능과 특성은 제1 철심 부재(121)와 동일하다.FIG. 2 is a view showing only the iron core 120 in the wound core three-phase mold transformer shown in FIG. Referring to FIG. 2, the first iron core member 121 is formed by continuously winding a sheet-like iron core between the first coil member 111 and the second coil member 112. The first iron core 121 continuously wound forms a plurality of layers. The number of layers can vary depending on the size and performance of the transformer. The second iron core member (122) is formed by continuously winding a sheet-like iron core between the second coil member (112) and the third coil member (113). And its function and characteristics are the same as those of the first iron core member 121.

제3 철심 부재(123)는 제1 코일 부재(111)와 제3 코일 부재(113)의 사이에서 제1 철심 부재(121)와 제2 철심 부재(122)의 외연에 연속적으로 감아 형성한다. 연속적으로 감은 상기 제3 철심 부재(123)는 다수의 층을 형성하며, 제1 철심 부재(121)와 제2 철심 부재(122)의 외연에 위치한다. 마찬가지로 상기 제3 철심 부재(123)도 변압기의 크기, 성능에 따라 그 층의 수는 변화할 수 있다.The third iron core member 123 is continuously wound around the outer edges of the first iron core member 121 and the second iron core member 122 between the first coil member 111 and the third coil member 113. The continuously wound third iron core member 123 forms a plurality of layers and is located at the outer edges of the first iron core member 121 and the second iron core member 122. Similarly, the number of layers of the third iron core member 123 may vary depending on the size and performance of the transformer.

이때, 제1 및 제2 철심 부재(121,122)에는 아몰퍼스 합금 시트로 감아 철심을 형성한다. 또한, 제3 철심 부재(123)에는 규소강판 시트로 감아 철심을 형성한다. At this time, the first and second iron core members 121 and 122 are wound with an amorphous alloy sheet to form an iron core. The third iron core member 123 is wound with a sheet of silicon steel sheet to form an iron core.

제1 및 제2 철심 부재(121,122)는 아몰퍼스 합금 시트로 구성되므로, 아몰퍼스 합금의 특징인 철손의 감소를 가져오나, 아몰퍼스 금속 시트의 약점인 딱딱하고 무르다고 하는 성질이 가져오는 기계적 강도, 즉, 강성이 부족하다. 제3 철심 부재(123)가 규소강판 시트로 권취되어 구성됨으로써, 철심의 기계적 강도, 또는 강성을 보강한다. 즉, 변압기 철심의 외주에 배설한 규소강판 시트는 그 자체에서도 철심을 구성하는 동시에, 철심 전체의 외면을 피복하고, 철손 감소가 우수한 아몰퍼스 금속 시트에 의한 권철심을 보호하고, 기계적 강도 및 강성을 확보한다.Since the first and second iron core members 121 and 122 are formed of amorphous alloy sheets, the iron loss, which is a characteristic of the amorphous alloy, is reduced. However, mechanical strength, which is a weakness of the amorphous metal sheet, It lacks stiffness. The third iron core member 123 is formed by winding a sheet of silicon steel sheet to reinforce the mechanical strength or rigidity of the iron core. In other words, the silicon steel sheet disposed on the outer periphery of the transformer iron core itself constitutes an iron core, covers the entire outer surface of the iron core, protects the iron core by the amorphous metal sheet excellent in reduction of iron loss, .

그러나 상기 선행기술은 변압기 철심을 다수의 세부 철심 부재들로 구성하고, 각 세부 철심 부재들을 규소강판이나 아몰퍼스 박대 등 어느 하나로만 구성한다는 한계점이 있다. 또한, 이로 인해, 각 변압기 철심을 구성하는데 제한이 있고, 아몰퍼스 박판과 규소강 박판의 최적 비율로 구성하는데도 제한이 있다.However, the prior art has a limitation in that the transformer iron core is composed of a plurality of detailed iron core members, and each of the detailed iron core members is composed of only one of a silicon steel plate and an amorphous thin film. In addition, there is a limitation in constructing each transformer iron core, and there is a limitation in configuring the optimum ratio of the amorphous thin plate and the silicon thin plate.

일본공개특허 제1996-088128호 (1996.04.02.공고)Japanese Patent Laid-Open No. 1996-088128 (issued April 02, 1996)

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 주상 변압기 등에 사용하는 하나의 권철심을 다수의 금속 시트로 권취하여 구성하되, 아몰퍼스(Amorphous) 합금 시트와 규소강 시트를 혼합하여 구성하는, 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a pneumatic transformer in which a single winding core used for a punching transformer or the like is formed by winding a plurality of metal sheets, Which is an amorphous sheet and a silicon steel sheet.

또한, 본 발명의 목적은 아몰퍼스 합금 시트와 규소강 시트를 혼합하여 변압기용 권철심을 구성하되, 상기 아몰퍼스 합금 시트를 자속밀도가 낮아지는 외측 코어에 구성하는, 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a winding core for a transformer by mixing an amorphous alloy sheet and a silicon steel sheet, wherein the amorphous alloy sheet is constituted by an outer core whose magnetic flux density is lowered, Thereby providing a core-type transformer.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 관한 것으로서, 상기 권철심의 내측에서 다수의 겹으로 권취되는 규소강 시트; 상기 권취된 규소강 시트의 외면에 권취되어 적층되는 아몰퍼스 금속 시트; 및, 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is directed to a mixed-winding core-type transformer of an amorphous sheet and a silicon steel sheet, comprising: a silicon steel sheet wound in a plurality of layers from the inside of the winding core; An amorphous metal sheet wound and laminated on the outer surface of the wound silicon steel sheet; And a hollow portion provided at an intermediate portion thereof as an empty space not filled with an iron core.

또한, 본 발명은 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 있어서, 상기 아몰퍼스 금속 시트의 제2 포화 자속밀도는 상기 규소강 시트의 제1 포화 자속밀도 보다 낮고, 상기 권철심의 자속밀도는 상기 제1 포화 자속밀도와 상기 제2 포화 자속밀도 사이로 설계되는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is a mixed-winding core transformer comprising an amorphous sheet and a silicon steel sheet, wherein the second saturation magnetic flux density of the amorphous metal sheet is lower than the first saturation magnetic flux density of the silicon steel sheet, And between the first saturation magnetic flux density and the second saturation magnetic flux density.

또한, 본 발명은 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 있어서, 상기 권철심의 자속밀도는 상기 권철심의 코아 내측에서 코아 외측으로 갈수록 작아지고, 상기 아몰퍼스 금속 시트는 상기 권철심 코아 내에서 상기 제2 포화 자속밀도 보다 낮은 자속밀도를 갖는 코아 부분의 외측에 권취되는 것을 특징으로 한다.Further, in the mixed-winding core-type transformer of an amorphous sheet and a silicon steel sheet, the magnetic flux density of the wound core is decreased from the inner side of the core of the wound core to the outer side of the core and the amorphous metal sheet, And is wound on the outside of the core portion having a magnetic flux density lower than the second saturation magnetic flux density.

또한, 본 발명은 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 있어서, 상기 권철심에서 n번째 권취되는 시트 n의 자속밀도 Bn 는 다음 [수식 1]에 의해 구해지는 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that, in a mixed-winding core transformer composed of an amorphous sheet and a silicon steel sheet, the magnetic flux density B n of the sheet n wound nth in the winding core is obtained by the following equation.

[수식 1][Equation 1]

Figure 112015001918627-pat00001
Figure 112015001918627-pat00001

단, E는 전체 시트의 두께의 합이고, K 는 사전에 정해지는 상수이고. li 는 상기 권철심 내측에서 첫번째로 권취되는 시트의 자로 길이이고, le 는 상기 권철심 외측에서 마지막으로 권취되는 시트의 자로 길이고, Ln은 자연 로그를 나타내고, B0 은 설계된 자속밀도임.
Where E is the sum of the thicknesses of the entire sheets, and K is a predetermined constant. l i is the length as the sheet is first wound from the inside of the book core, l e is gilyigo as the sheet is finally wound in the volume core outward, Ln represents the natural logarithm, B 0 is being magnetic flux density design.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 의하면, 아몰퍼스 합금 시트와 규소강 시트를 혼합 권취하여 하나의 변압기용 권철심을 구성함으로써, 최적의 적고 및 최소의 저하율을 달성하는 권철심을 설계할 수 있는 효과가 얻어진다.As described above, according to the mixed-winding core-type transformer of an amorphous sheet and a silicon steel sheet according to the present invention, the amorphous alloy sheet and the silicon steel sheet are mixed and wound to constitute one winding core for a transformer, It is possible to design an iron core that achieves a reduction ratio.

또한, 본 발명에 따른 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 의하면, 철심의 적고가 클수록 저하율은 커지기 때문에 적당한 적고를 설계하여 바깥쪽 적고의 일정양을 아몰퍼스 코아로 대체하여 획기적으로 무부하 손실을 줄일 수 있는 효과가 얻어진다.Further, according to the mixed-winding core-type transformer of the amorphous sheet and the silicon steel sheet according to the present invention, since the lowering ratio becomes larger as the smaller the iron core is, the smaller the outer coil is replaced with the amorphous core, Can be reduced.

도 1은 종래기술에 따른 아몰퍼스 금속과 규소 강판을 혼합하여 구성한 변압기의 사시도.
도 2는 종래기술에 따른 아몰퍼스 금속과 규소 강판을 혼합하여 구성한 변압기용 권철심의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기의 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기의 정면도.
도 5는 도 4의 A-A" 횡단면을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 시트별 자속 분포도.
도 7은 본 발명에 따른 권철심의 시트 횡단면의 자속 분포도.
도 8은 본 발명의 실험에 따른 규소강 시트 또는 아몰퍼스 시트, 혼합 시트로 구성되는 변압기의 예시도.
도 9는 본 발명의 실험에 따른 규소강 시트 또는 아몰퍼스 시트, 혼합 시트로 구성되는 변압기에 대한 구성, 성능, 제조가의 대비표.
도 10은 본 발명의 변압기용 권철심을 적용할 수 있는 변압기 종류를 나타낸 도면.1 is a perspective view of a transformer formed by mixing amorphous metal and a silicon steel sheet according to the prior art.
2 is a perspective view of a wire wound core for a transformer formed by mixing amorphous metal and a silicon steel sheet according to the prior art.
3 is a perspective view of a mixed-winding core-type transformer of an amorphous sheet and a silicon steel sheet according to an embodiment of the present invention.
4 is a front view of a mixed-winding core transformer of an amorphous sheet and a silicon steel sheet according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA "in Fig. 4;
6 is a flux distribution chart for each sheet according to the present invention.
7 is a magnetic flux distribution diagram of a sheet cross section of a reel core according to the present invention.
8 is an exemplary view of a transformer composed of a silicon steel sheet or an amorphous sheet or a mixed sheet according to an experiment of the present invention.
FIG. 9 is a table showing the composition, performance, and manufacturability of a transformer composed of a silicon steel sheet, an amorphous sheet, and a mixed sheet according to the experiment of the present invention.
10 is a view showing a kind of transformer to which the winding core for a transformer of the present invention can be applied.

이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
In the description of the present invention, the same parts are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof will be omitted.

먼저, 본 발명에 따른 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기의 구성을 도 3을 참조하여 설명한다.First, the configuration of a mixed-winding core transformer of an amorphous sheet and a silicon steel sheet according to the present invention will be described with reference to FIG.

도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합 권철심형 변압기의 권철심(10)은 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 금속 시트(20), 및, 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부(30)로 구성된다.3, the winding core 10 of the mixed-winding core-type transformer according to the present invention includes a plurality of metal sheets 20 laminated and wound in a plurality of layers, and a plurality of metal sheets 20, And a hollow portion 30 provided therein.

하나의 금속 시트(20)는 권철심(10)에 1회 이상 권취될 수 있고, 하나의 금속 시트(20)가 권철심(10)에 권취가 완료되면, 다른 금속 시트(20)가 감겨진 시트의 외면에 적층되어 권취된다.One metal sheet 20 can be wound on the winding core 10 more than once and when one metal sheet 20 is wound on the winding core 10 another metal sheet 20 is wound And is wound on the outer surface of the sheet.

바람직하게는, 금속 시트(20)는 직사각형 도넛 형태로 권취되어, 전체적으로 권취된 권철심(10)은 직사각형의 단면을 형성한다.Preferably, the metal sheet 20 is wound in the form of a rectangular donut so that the entire wound core 10 forms a rectangular cross section.

도 4는 권취된 권철심(10)의 정면도를 도시한 것이다.Fig. 4 shows a front view of the winding core 10 wound.

또한, 금속 시트(20)는 규소강 시트(21) 또는 아몰퍼스 금속 시트(22)로 구성된다. 바람직하게는, 도 4와 같이, 규소강 시트(21)는 권철심(10)의 내측에 권취되고, 아몰퍼스 금속 시트(22)는 권철심(10)의 외측에 권취된다.The metal sheet 20 is composed of a silicon steel sheet 21 or an amorphous metal sheet 22. 4, the silicon steel sheet 21 is wound on the inside of the winding core 10 and the amorphous metal sheet 22 is wound on the outside of the winding core 10.

바람직하게는, 규소강 시트(21)가 권철심(10)의 내측을 형성하며 먼저 권취되고, 아몰퍼스 금속 시트(22)가 권취된 규소강 시트(21)의 외면을 감싸면서 권취되어 적층된다.Preferably, the silicon steel sheet 21 forms the inside of the winding core 10 and is wound up first, and the amorphous metal sheet 22 is wrapped around the outer surface of the wound silicon steel sheet 21, and wound up.

도 5는 도 4의 권철심의 정면에서 A-A" 의 선으로 자른 단면도를 도시하고 있다. 도 5에서는 보는 바와 같이, 권철심(10)에 권취된 금속 시트(20)들의 단면들이 표시된다. 도 5에서 나타난 숫자는 권철심(10)에서 권취된 시트의 단면들에 대한 순서를 표시한 것이다. 즉, "1"은 첫번째 권취된 시트의 단면을, "2"는 그 다음 2번째 권취된 시트의 단면을 도시한 것이다. 이때 각 시트 단면을 각각 시트 단면 1, 시트 단면 2, ..., 시트 단면 N으로 부르기로 한다. 또한, 이때 각 시트 단면에 대응하여 시트가 1회 권취된 것이므로, 이때 1회 권취된 시트를 시트 1, 시트 2, ..., 시트 N이라 부르기로 한다.5 is a cross-sectional view taken along the line AA '' in front of the winding core of FIG. 4. As shown in FIG. 5, cross sections of the metal sheets 20 wound on the winding core 10 are shown. Represents the order of the sections of the sheet wound on the winding core 10. That is, "1" indicates the cross section of the first wound sheet, "2 & The sheet end face 1, the sheet end face 2, ..., and the sheet end face N, respectively, at this time. Further, at this time, since the sheet is wound once corresponding to each end face of the sheet, The sheet wound once is referred to as sheet 1, sheet 2, ..., sheet N.

이때, 시트 1 내지 7은 규소강 시트(21)로 구성하고, 시트 8 내지 10은 아몰퍼스 금속 시트(22)로 구성된다. 이때, 전체 단면 길이 대비 규소강 시트의 단면 길이 또는, 아몰퍼스 금속 시트의 단면 길이를 혼합비율이라 부르기로 한다. 도 5의 예에서, 규소강의 혼합비율은 70%(=7/10)이고, 아몰퍼스 금속 시트의 혼합비율은 30%(3/10)임을 알 수 있다.At this time, the sheets 1 to 7 are made of the silicon steel sheet 21, and the sheets 8 to 10 are made of the amorphous metal sheet 22. Here, the cross-sectional length of the silicon steel sheet or the cross-sectional length of the amorphous metal sheet is referred to as a mixing ratio. In the example of FIG. 5, it can be seen that the mixing ratio of the silicon steel is 70% (= 7/10) and the mixing ratio of the amorphous metal sheet is 30% (3/10).

도 6은 권철심(10)에 일정한 자속을 인가하였을 경우, A-A" 단면의 자속 분포를 도시한 것이다. 권철심(10)의 맨안쪽 코아(또는 코아 시트, 금속 시트)는 자로가 짧고, 맨 바깥쪽 코아 시트는 자로가 길기 때문에 자속은 자로가 짧은 쪽을 가장 많이 흐르게 된다.6 shows the magnetic flux distribution on the AA "cross section when a constant magnetic flux is applied to the core 10. The core of the core 10 (or the core sheet or metal sheet) has a short magnetic path, Since the outer core sheet has a long magnetic path, the magnetic flux flows most in the short side of the magnetic path.

도 6에서 보는 바와 같이, 철심손실 특성이 좋을수록 그래프의 기울기가 급격해지며, 아몰퍼스 코아의 사용 가능한 자속밀도까지 저하된다. 철심의 적고가 클수록 저하율은 커지기 때문에 적당한 적고를 설계하여 바깥쪽 적고의 일정량을 아몰퍼스 코아로 대체하여 획기적으로 무부하 손실을 줄일 수 있다.As shown in FIG. 6, the better the iron core loss characteristic, the sharper the slope of the graph, and the lower the available magnetic flux density of the amorphous core. Since the lowering rate of the iron core is larger, the lowering of the iron core is designed to be appropriate, so that a certain amount of the outer and lower portions can be replaced with the amorphous core, thereby dramatically reducing the no-load loss.

또한, 아몰퍼스 코아는 1.3 ~ 1.35 테슬라(T)에서 설계하여야 하지만 권철심 혼합코아에서는 1.6 T에서 설계가 이루어지기 때문에 규소강판 사용시와 동일한 변압기 크기를 가지게 된다.Also, the amorphous core should be designed at 1.3 ~ 1.35 Tesla (T), but since it is designed at 1.6T in the core of iron core, it has the same transformer size as that of silicon steel.

도 5의 예에서, 변압기를 1.6 테슬라(Tesla)로 설계한다고 가정하면, 전체 시트(sheet)의 중앙부 시트 5가 1.6 테슬라(Tesla)로 예상된다.In the example of FIG. 5, assuming that the transformer is designed at 1.6 tesla, the center sheet 5 of the entire sheet is expected to be 1.6 Tesla.

시트 1의 자속밀도 Bi 는 다음과 같다.The magnetic flux density B i of the sheet 1 is as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112015001918627-pat00002
Figure 112015001918627-pat00002

또한, 시트 10의 자속밀도 Be는 다음과 같다.The magnetic flux density B e of the sheet 10 is as follows.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112015001918627-pat00003
Figure 112015001918627-pat00003

또한, 시트 n의 자속밀도 Bn 는 다음 수식과 같다.The magnetic flux density B n of the sheet n is expressed by the following equation.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112015001918627-pat00004
Figure 112015001918627-pat00004

단, E는 전체 시트의 두께의 합이고, K = 1로 가정한다. li 는 시트 1의 자로 길이이고, le 는 시트 10의 자로 길이다. 또한, Ln은 자연 로그를 나타낸다. 특히, K는 시뮬레이션 등을 통해 사전에 산정된다.Note that E is the sum of the thicknesses of all the sheets and K = 1. l i is the length of the sheet 1, and l e is the length of the sheet 10. Ln represents natural logarithm. In particular, K is estimated in advance through simulation and the like.

도 7은 권철심 시트 별 자속분포를 도시한 것이다. 아몰퍼스 코아를 사용하기 위해서는 포화 자속밀도 1.4 테슬라(Tesla) 이하가 되어야 한다. 따라서 도 7에서 빨간색 박스 내의 시트 번호 8, 9, 10번이 아몰퍼스 코아로 대체 가능한 부분이 된다.
Fig. 7 shows magnetic flux distribution for each winding core sheet. To use an amorphous core, the saturation flux density should be less than or equal to 1.4 tesla. Therefore, sheet numbers 8, 9, and 10 in the red box in Fig. 7 are replaceable parts of the amorphous core.

다음으로, 본 발명의 효과를 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.Next, effects of the present invention will be described with reference to Figs. 8 and 9. Fig.

도 8은 규소강 시트(21)와 아몰퍼스(22)의 코아 종류에 따른 주상 변압기의 예를 도시한 것이다. 도 8에서, (a)는 규소강 시트(21)로만 구성된 권철심(10)을 도시한 것이고, (b)는 규소강 시트(21) 및 아몰퍼스 금속 시트(22)를 혼합하여 구성된 권철심이고, (c)는 아몰퍼스 금속 시트(22)로만 구성된 권철심이다.8 shows an example of a pillar transformer according to the kind of the silicon steel sheet 21 and the amorphous 22 core. 8 (a) shows a winding core 10 composed only of a silicon steel sheet 21, (b) is a winding core composed of a mixture of a silicon steel sheet 21 and an amorphous metal sheet 22 (c) is a winding core composed of the amorphous metal sheet 22 only.

또한, 도 9는 도 8의 각 권철심에 대한 구성, 성능, 및 제조단가를 비교한 표이다. 도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합 권철심이 순수한 규소강 권철심에 비하여 87.7% 적은 무부하 손실을 갖으면서 비용은 16.6%만 증가시키는 것을 알 수 있다.
9 is a table comparing the configuration, performance, and manufacturing cost of each winding core shown in Fig. As shown in FIG. 9, it can be seen that the mixed iron core according to the present invention has a no load loss of 87.7% as compared with a pure silicon iron core, and the cost increases by only 16.6%.

다음으로, 본 발명의 권철심(10)이 적용되어 응용할 수 있는 변압기의 예를 도 10을 참조하여 설명한다.Next, an example of a transformer applicable to the winding core 10 of the present invention will be described with reference to FIG.

도 10에서 보는 바와 같이, 본 발명의 권철심(10)을 이용하여, (a) 단상 내철형 변압기, (b) 단상 외철형 변압기, (c) 3상 4루프, (d) 3상 에반스 등 다양한 형태의 변압기를 구성할 수 있다.
Phase transformer, (c) a three-phase four-loop, (d) a three-phase evans, etc., using the winding core 10 of the present invention, Various types of transformers can be constructed.

이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.The invention made by the present inventors has been described concretely with reference to the embodiments. However, it is needless to say that the present invention is not limited to the embodiments, and that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

10 : 권철심 20 : 금속시트
21 : 규소강 시트 22 : 아몰퍼스 시트
30 : 중공부10: iron core 20: metal sheet
21: Silicon steel sheet 22: Amorphous sheet
30: hollow part

Claims (4)

삭제delete 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기에 있어서,
상기 권철심의 내측에서 다수의 겹으로 권취되는 규소강 시트;
상기 권취된 규소강 시트의 외면에 권취되어 적층되는 아몰퍼스 금속 시트; 및,
중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부를 포함하고,
상기 아몰퍼스 금속 시트의 제2 포화 자속밀도는 상기 규소강 시트의 제1 포화 자속밀도 보다 낮고, 상기 권철심의 자속밀도는 상기 제1 포화 자속밀도와 상기 제2 포화 자속밀도 사이로 설계되는 것을 특징으로 하는 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기.
1. A mixed core transformer comprising an amorphous sheet and a silicon steel sheet,
A plurality of ply-wound silicon steel sheets inside the reeling core;
An amorphous metal sheet wound and laminated on the outer surface of the wound silicon steel sheet; And
And a hollow portion which is not filled with an iron core at a central portion and is provided as an empty space,
Wherein the second saturation magnetic flux density of the amorphous metal sheet is lower than the first saturation magnetic flux density of the silicon steel sheet and the magnetic flux density of the wound core is designed between the first saturation magnetic flux density and the second saturation magnetic flux density Mixed winding core transformer of amorphous sheet and silicon steel sheet.
제2항에 있어서,
상기 권철심의 자속밀도는 상기 권철심의 코아 내측에서 코아 외측으로 갈수록 작아지고, 상기 아몰퍼스 금속 시트는 상기 권철심 코아 내에서 상기 제2 포화 자속밀도 보다 낮은 자속밀도를 갖는 코아 부분의 외측에 권취되는 것을 특징으로 하는 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
The magnetic flux density of the wound core is decreased from the inner side of the core of the wound core toward the outer side of the core and the amorphous metal sheet is wound on the outer side of the core portion having a magnetic flux density lower than the second saturated magnetic flux density in the wound core Characterized by an amorphous sheet and a silicon steel sheet.
제3항에 있어서,
상기 권철심에서 n번째 권취되는 시트 n의 자속밀도 Bn 는 다음 [수식 1]에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 아몰퍼스 시트와 규소강 시트의 혼합 권철심형 변압기.
[수식 1]
Figure 112015001918627-pat00005

단, E는 전체 시트의 두께의 합이고, K 는 사전에 정해지는 상수이고. li 는 상기 권철심 내측에서 첫번째로 권취되는 시트의 자로 길이이고, le 는 상기 권철심 외측에서 마지막으로 권취되는 시트의 자로 길이고, Ln은 자연 로그를 나타내고, B0 은 설계된 자속밀도임.
The method of claim 3,
The magnetic flux density B is then n [Formula 1] mixing gwoncheol simhyeong transformer of the amorphous sheet and a silicon steel sheet, characterized in that n is determined by the n-th sheet from the take-up core volume.
[Equation 1]
Figure 112015001918627-pat00005

Where E is the sum of the thicknesses of the entire sheets, and K is a predetermined constant. l i is the length as the sheet is first wound from the inside of the book core, l e is gilyigo as the sheet is finally wound in the volume core outward, Ln represents the natural logarithm, B 0 is being magnetic flux density design.
KR1020150002751A 2015-01-08 2015-01-08 A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet KR101594482B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150002751A KR101594482B1 (en) 2015-01-08 2015-01-08 A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150002751A KR101594482B1 (en) 2015-01-08 2015-01-08 A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101594482B1 true KR101594482B1 (en) 2016-02-17

Family

ID=55457714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150002751A KR101594482B1 (en) 2015-01-08 2015-01-08 A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101594482B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107633943A (en) * 2016-07-19 2018-01-26 江苏中天伯乐达变压器有限公司 Transformer
CN109119229A (en) * 2018-10-22 2019-01-01 金三角电力科技股份有限公司 A kind of plane reeling iron core and transformer
KR20210021578A (en) * 2018-10-03 2021-02-26 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Coil core and transformer
CN114420435A (en) * 2022-01-25 2022-04-29 沈阳工业大学 Design method for section of mixed material wound core for transformer

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05114525A (en) * 1991-10-22 1993-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of amorphous iron core
JPH0888128A (en) 1994-09-19 1996-04-02 Hitachi Ltd Multiphase transformer iron core
JP2658654B2 (en) * 1991-08-28 1997-09-30 松下電器産業株式会社 Wound iron core
JP2987317B2 (en) * 1995-08-31 1999-12-06 愛知電機株式会社 Transformer core grounding device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2658654B2 (en) * 1991-08-28 1997-09-30 松下電器産業株式会社 Wound iron core
JPH05114525A (en) * 1991-10-22 1993-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of amorphous iron core
JPH0888128A (en) 1994-09-19 1996-04-02 Hitachi Ltd Multiphase transformer iron core
JP2987317B2 (en) * 1995-08-31 1999-12-06 愛知電機株式会社 Transformer core grounding device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107633943A (en) * 2016-07-19 2018-01-26 江苏中天伯乐达变压器有限公司 Transformer
KR20210021578A (en) * 2018-10-03 2021-02-26 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Coil core and transformer
KR102541759B1 (en) 2018-10-03 2023-06-13 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 winding core and transformer
CN109119229A (en) * 2018-10-22 2019-01-01 金三角电力科技股份有限公司 A kind of plane reeling iron core and transformer
CN114420435A (en) * 2022-01-25 2022-04-29 沈阳工业大学 Design method for section of mixed material wound core for transformer
CN114420435B (en) * 2022-01-25 2023-11-24 沈阳工业大学 Method for designing cross section of mixed material wound core for transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101594482B1 (en) A solid wound core for transformers combining the silicon steel sheet and the amorphous alloy sheet
TWI529756B (en) Magnetic core
JP5709711B2 (en) Filter reactor and manufacturing method thereof
EP2590187A2 (en) Amorphous core transformer
US20140313002A1 (en) Nonlinear inductor
CN110832607B (en) Memory choke
JP6397349B2 (en) Three-phase five-legged iron core and stationary electromagnetic equipment
WO2019168158A1 (en) Magnetic core and method for manufacturing same, and coil component
KR20090087952A (en) Shared reactor transformer
US20140266535A1 (en) Low loss inductor with offset gap and windings
CN106257605B (en) Electromagnetic induction device
JPS6015908A (en) Magnetic core
US3426305A (en) Choke having a winding of foil
JP2009259971A (en) Coil product and reactor
JP3009686B2 (en) Inductor
JP5216536B2 (en) Iron core for stationary equipment
KR101506698B1 (en) iron core winding assembly for transformer
US3146420A (en) Plural part core inductor comprising edge-wound core section
US11562843B2 (en) Inductive filtering device with toric magnetic core
JP2017143220A (en) Coil component
CN202205553U (en) Iron core
JP7121924B2 (en) High frequency transformer and power supply circuit using the same
JP6491835B2 (en) Static induction machine
JP2023109606A (en) Magnetic core and coil device
US1568422A (en) Self-induction coil

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant