KR20210079627A - A solid wound core for transformer with a low no-load losses and manufacturing method for the same - Google Patents
A solid wound core for transformer with a low no-load losses and manufacturing method for the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210079627A KR20210079627A KR1020190171609A KR20190171609A KR20210079627A KR 20210079627 A KR20210079627 A KR 20210079627A KR 1020190171609 A KR1020190171609 A KR 1020190171609A KR 20190171609 A KR20190171609 A KR 20190171609A KR 20210079627 A KR20210079627 A KR 20210079627A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- core
- base
- iron core
- wound iron
- layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F19/00—Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
Description
무부하손실이 적은 권철심형 변압기 및 이의 제조방법에 관한 것이다.It relates to a wound iron core type transformer with low no-load loss and a method for manufacturing the same.
변압기는 전자기 유도현상을 이용하여 교류 전압과 전류값을 변화시키는 장치로 전자제품에 반드시 필요한 부품 중 하나이다. 이들은 자성을 지닌 철심 주위를 전기 전도체인 권선(코일)으로 와인딩하여 제조된다. 상기 코일 중 1차 코일은 전압을 변경해야 할 입력회로에 연결되며, 2차 코일은 변경된 전압이 사용되는 출력회로에 연결된다. 여기서 1차 코일과 2차 코일의 전기적인 에너지를 서로 연결하기 위해 자기적인 에너지를 사용한다. 이때 자기적인 손실이 적은 방향성 전기강판이나 아몰퍼스를 철심 코어로 사용한다. 그 철심 코어는 적철심 코어와 권철심 코어로 나뉜다.A transformer is a device that changes AC voltage and current values by using electromagnetic induction, and is one of the essential parts for electronic products. They are manufactured by winding a winding (coil) that is an electrical conductor around a magnetic iron core. Among the coils, a primary coil is connected to an input circuit in which a voltage is to be changed, and a secondary coil is connected to an output circuit in which the changed voltage is used. Here, magnetic energy is used to connect the electrical energy of the primary coil and the secondary coil to each other. In this case, a grain-oriented electrical steel sheet or amorphous material with low magnetic loss is used as the iron core. The iron core is divided into a hematite core and a wound iron core.
변압기의 손실은 무부하손과 부하손으로 나뉜다. 무부하손은 변압기 동작 여부과 상관없이 항상 일정하게 발생하며 철심에서 소모되는 전력 손실이다. 반면, 부하손은 2차 전기 전도체인 권선(코일)에 연결된 부하단에서 전력을 사용할 때 발생하며 권선(코일)에서 소모되는 줄열(Joule loss)이다. 따라서, 친환경 정책에 따라 변압기 설치 후 매순간 발생하는 전력 손실인 무부하손을 절감하는 것은 세계적인 추세이며, 에너지 절감을 강화하기 위해 점차 국제 규제가 강화되고 있다.The loss of a transformer is divided into no-load loss and load loss. No-load loss always occurs regardless of whether the transformer is operating or not, and is the power loss consumed by the iron core. On the other hand, load loss occurs when power is used at the load end connected to the winding (coil), which is a secondary electrical conductor, and is Joule loss consumed in the winding (coil). Therefore, it is a global trend to reduce the no-load loss, which is the power loss that occurs every moment after installing the transformer according to the eco-friendly policy, and international regulations are gradually being strengthened to strengthen energy saving.
무부하손을 감소시키는 방안으로 철손(iron loss)이 우수한 방향성 전기강판을 철심으로 사용한다. 방향성 전기강판의 두께가 두꺼워질수록 철손이 증가하기 때문에 최대한 얇은 두께의 재료를 선택할 수 있으나, 가장 많이 사용되는 두께는 0.23㎜이며 더욱 얇은 두께로 개발 중이다. 방향성 전기강판으로 구성한 철심보다 더 낮은 손실을 가지기 위해, 종래의 기술로는 두께 0.001~0.1㎜를 가지는 아몰퍼스를 사용할 수 있다. 반면, 전기강판 대비 아몰퍼스의 소재 가격이 2~3배 고가이고 쉽게 부서져 철심 제조가 용이하지 않기 때문에, 변압기 철심으로 아몰퍼스를 항상 사용하기가 쉽지 않다. 이를 해결하기 위해 종래의 기술로 전기강판 시트와 아몰퍼스 시트를 혼합한 권철심형 변압기가 개발되었다.As a method to reduce no-load loss, grain-oriented electrical steel sheet with excellent iron loss is used as the iron core. As iron loss increases as the thickness of grain-oriented electrical steel sheet increases, the thinnest material can be selected, but the most used thickness is 0.23 mm, and a thinner one is being developed. In order to have a lower loss than an iron core composed of grain-oriented electrical steel sheet, an amorphous material having a thickness of 0.001 to 0.1 mm can be used in the prior art. On the other hand, it is not easy to always use amorphous as an iron core for a transformer because the material price of amorphous is 2-3 times higher than that of electrical steel and it is easily broken, so it is not easy to manufacture an iron core. In order to solve this problem, a wound iron core type transformer in which an electrical steel sheet and an amorphous sheet are mixed has been developed in the prior art.
특허문헌 1은 철손의 감소에 유효한 아몰퍼스를 권철심 내측으로 하고, 전기강판을 권철심 외측으로 하여, 양 철심에 의한 복합 구조의 다상 변압기 철심을 제시하였다.
특허문헌 2는 포화 자속 밀도가 낮은 아몰퍼스를 철심 외측에 사용하고, 전기강판을 내측으로 구성하며, 실제로는 동작하는 자기장의 자속 밀도를 수식으로 나타내었다. 이는 아몰퍼스와 전기강판의 B-H 특성이 동일함과 동시에, 선형성(자속밀도별로 일정 비율로 증가함)을 가진다는 전제에서 도출한 결과이다.
여기서, B-H 특성은 외부에서 인위적으로 가한 전기에너지(H: 자계강도, magnetic field intensity)를 X축으로 나타내고, H(자계강도)에 의해 재료에 유도되어 흐르는 자기장을 재료의 단일면적으로 나눈 값으로 표현한 자속밀도(B: magnetic flux density)를 Y축으로 나타낸 그래프로서 도 1과 같고, 재료에 자기장이 얼마나 잘 유도되는 지의 정도를 나타내는 물성치이다. 하지만, 아몰퍼스(점선)와 전기강판(실선)의 B-H 특성은 동일하지 않고, 비선형성을 가지기 때문에 실질적으로 철심 내의 자기장 분포와 손실치가 상이하다.Here, the BH characteristic represents the electric energy (H: magnetic field intensity) artificially applied from the outside on the X-axis, and the magnetic field induced in the material by H (magnetic field strength) is divided by the single area of the material. As a graph showing the expressed magnetic flux density (B: magnetic flux density) on the Y-axis, it is the same as FIG. 1 , and is a property value indicating how well the magnetic field is induced in the material. However, the B-H characteristics of the amorphous (dotted line) and the electrical steel sheet (solid line) are not the same, and since they have nonlinearity, the magnetic field distribution and loss values in the iron core are substantially different.
본 발명의 일 측면에 따르면, 무부하손실이 적은 권철심형 변압기 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.According to one aspect of the present invention, it is an object of the present invention to provide a wound iron core type transformer with low no-load loss and a method for manufacturing the same.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 변압기의 무부하손실을 감소시킴과 동시에, 철심을 감싸는 권선부의 원자재 사용량을 저감하고자 한다.In addition, according to another aspect of the present invention, it is intended to reduce the no-load loss of the transformer and, at the same time, reduce the amount of raw materials used in the winding part surrounding the iron core.
본 발명의 과제는 전술한 내용에 한정하지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 누구라도 본 발명 명세서 전반에 걸친 내용으로부터 본 발명의 추가적인 과제를 이해하는 데 어려움이 없을 것이다.The subject of the present invention is not limited to the above. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will have no difficulty in understanding the additional problems of the present invention from the contents throughout the present specification.
본 발명의 일 측면은,One aspect of the present invention is
베이스 코어; 및base core; and
상기 베이스 코어의 상부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 포함하는, 권철심형 변압기를 제공한다.It is provided on the upper part of the base core, and provides a core wound core transformer comprising one or more upper cores having a size smaller than that of the base core.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,In addition, another aspect of the present invention,
베이스 코어;base core;
상기 베이스 코어의 상부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어; 및an upper core provided on the base core and having a size smaller than that of the base core of one or more layers; and
상기 베이스 코어의 하부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 하부 코어를 포함하는, 권철심형 변압기를 제공한다.It is provided under the base core, and provides a lower core of one or more layers smaller in size than the base core, a wound iron core type transformer.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,In addition, another aspect of the present invention,
베이스 코어를 준비하는 단계;preparing a base core;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 준비하는 단계; 및Preparing one or more upper cores having a smaller size than the base core; and
상기 베이스 코어의 상부에 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계를 포함하는, 권철심형 변압기의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a wound iron core transformer, comprising the step of stacking the one or more upper cores on top of the base core.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은, In addition, another aspect of the present invention,
베이스 코어를 준비하는 단계;preparing a base core;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 준비하는 단계;Preparing one or more upper cores having a smaller size than the base core;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 하부 코어를 준비하는 단계;Preparing one or more lower cores having a smaller size than the base core;
상기 베이스 코어의 상부에 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계; 및stacking the one or more upper cores on top of the base core; and
상기 베이스 코어의 하부에 상기 1층 이상의 하부 코어를 적층하는 단계를 포함하는, 권철심형 변압기의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a wound iron core type transformer, comprising the step of stacking the one or more layers of the lower core on the lower portion of the base core.
본 발명의 일 측면에 의하면, 무부하손실이 적은 권철심형 변압기 및 이의 제조방법을 효과적으로 제공할 수 있다.According to one aspect of the present invention, it is possible to effectively provide a wound iron core type transformer with low no-load loss and a method for manufacturing the same.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 의하면, 변압기의 무부하손실을 감소시킴과 동시에, 철심을 감싸는 권선부의 원자재 사용량을 효율적으로 저감할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, while reducing the no-load loss of the transformer, it is possible to efficiently reduce the amount of raw materials used in the winding part surrounding the iron core.
도 1은 외부에서 인위적으로 가한 전기에너지(H: 자계강도, magnetic field intensity)를 X축으로 하고, H(자계강도)에 의해 재료에 유도되어 흐르는 자기장을 재료의 단일면적으로 나눈 값으로 표현한 자속밀도(B: magnetic flux density)를 Y축으로 하여 B-H 특성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 2는 철심과 권선을 포함하는 권철심 변압기를 촬영한 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 종래의 권철심을 상부에서 바라본 상면도를 나타낸 도이다.
도 4는 종래의 권철심에 대하여 도 3의 A-A''의 선으로 자른 횡단면을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 의한 권철심에 대하여 A-A''의 선으로 자른 횡단면을 나타낸 도이다.
도 6은 도 5의 횡단면을 보다 구체적으로 길이와 두께를 표시하여 나타낸 것이다.
도 7은 종래 기술에 의한 코어의 조립 과정을 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명에 의한 코어의 조립 과정을 나타낸 도이다.1 is a magnetic flux expressed by dividing the magnetic field induced in the material by H (magnetic field intensity) and flowing through the material by dividing the electric energy (H: magnetic field intensity) artificially applied from the outside as the X-axis. The BH characteristic is shown in a graph with the density (B: magnetic flux density) as the Y-axis.
2 shows a photograph of a wound iron core transformer including an iron core and windings.
3 is a view showing a top view of the conventional winding iron core viewed from the top.
4 is a view showing a cross-section taken along the line A-A'' of FIG. 3 with respect to a conventional wound iron core.
5 is a view showing a cross section taken along the line A-A'' with respect to the iron core according to the present invention.
6 is a view showing the cross-section of FIG. 5 by indicating the length and thickness in more detail.
7 is a view showing an assembly process of a core according to the prior art.
8 is a view showing the assembly process of the core according to the present invention.
통상 변압기는 도 2에 나타낸 바와 같이, 철심의 주위를 전기 전도체인 권선으로 와인딩하여 제조하고, 그 철심 코어는 적철심 코어와 권철심 코어로 나뉜다. As shown in FIG. 2 , a typical transformer is manufactured by winding a winding that is an electrical conductor around an iron core, and the iron core is divided into a red iron core and a wound iron core.
한편, 도 2는 권철심 코어를 사용한 것인데, 권철심 변압기는 도 2와 같이, 권철심 코어와 권선으로 구성되어 있는데, 통상적인 권철심의 구조를 도 3에 나타내었다.Meanwhile, FIG. 2 shows a wound iron core, and the wound iron core transformer is composed of a wound iron core and a winding as shown in FIG. 2 , and the structure of a typical wound iron core is shown in FIG. 3 .
도 3(a)에 나타낸 바와 같이, 종래의 권철심(1)은 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 금속 시트(2) 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부(3)로 구성된다. 이러한 종래의 권철심을 상부에서 바라본 상면도를 도 3(b)에 나타내었다. 즉, 도 3(b)에서 권철심의 중공부에 해당하는 내측의 어느 한 지점 A에서 외측의 어느 한 지점 A"를 잇는 A-A"의 선으로 자른 횡단면을 도 4에 나타내었다.As shown in Fig. 3(a), the conventional
즉, 종래의 권철심은 도 3(a)에 나타낸 바와 같이 직사각형 도넛 형태로 형성되고, 이러한 권철심에 대하여 전술한 A-A"의 선으로 자른 횡단면이 직사각형 단면을 형성한다.That is, the conventional wound iron core is formed in the shape of a rectangular donut as shown in FIG. 3( a ), and a cross section cut along the line A-A″ for this wound iron core forms a rectangular cross section.
따라서, 종래의 권철심은 도 3(a) 중, 다수의 금속 시트(2)로서 내측(21)과 외측(22)의 재료를 달리하는 혼합형 권철심 변압기를 제공하였다. 예를 들면, 내측(21)을 방향성 전기 강판을 다수의 겹으로 적층하여 권취되도록 형성하고, 외측(22)을 아몰퍼스 판을 다수의 겹으로 적층하여 권취되도록 형성하여 혼합형 권철심 변압기를 제공하거나, 내측(21)을 아몰퍼스 판을 다수의 겹으로 적층하여 권취되도록 형성하고, 외측(22)을 방향성 전기 강판을 다수의 겹으로 적층하여 권취되도록 형성하여 혼합형 권철심 변압기를 제공하였다.Therefore, the conventional wound iron core provides a mixed-type wound iron core transformer in which materials of the
그런데, 전술한 혼합형 권철심 변압기의 제조 방법을 살펴보면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 내측(21)과 외측(22)의 재료를 달리하는 각각의 내측 권철심 코어(혹은, 내측 코어)(30) 및 외측 권철심 코어(혹은, 외측 코어)(31)를 제조한 후, 이를 조립하는 과정이 필수적이었다.However, looking at the method of manufacturing the above-described mixed-type wound iron core transformer, as shown in FIG. 7 , each inner wound iron core core (or inner core) 30 having different materials for the
구체적으로, 종래 기술에 의한 혼합형 권철심 변압기의 제조 과정은 외측 코어(31)와 내측 코어(30)를 각각 제조한 후, 상기 외측 코어(31)의 내부에 내측 코어(30)를 삽입하는 과정이 반드시 필요했다.Specifically, in the manufacturing process of the mixed-wound iron core transformer according to the prior art, the
그러나, 이미 잘 알려진 바와 같이, 아몰퍼스 판은 방향성 전기 강판에 비하여 기계적 강도가 낮아 강성이 부족하고, 소재가 쉽게 부러져서 철심 제조가 용이하지 않다. 뿐만 아니라, 철심 제조 후에 변형되기 쉬운 문제 역시 가지고 있다.However, as is well known, the amorphous plate lacks rigidity due to low mechanical strength compared to the grain-oriented electrical steel plate, and the material is easily broken, making it difficult to manufacture an iron core. In addition, there is also a problem that the iron core is easily deformed after manufacturing.
따라서, 서로 소재가 다른 2종의 권철심 코어(즉, 내측 코어와 외측 코어)를 도 7에 나타낸 바와 같이, 외측 코어에 내측 코어를 끼워 삽입하는 과정은 용이하지 않았다. 또한, 완조립 상태에서도 아몰퍼스 권철심에 웨이브(굴곡 변형)가 심하게 발생하는 문제가 있었다.Therefore, as shown in FIG. 7 , the process of inserting two types of wound iron cores having different materials (ie, an inner core and an outer core) by inserting the inner core into the outer core was not easy. In addition, even in the fully assembled state, there was a problem in that waves (bending deformation) were severely generated in the amorphous wound iron core.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 도 7과 같이 권철심 코어를 단일층(즉, 1층)으로 형성하는 종래 기술을 변형하여, 권철심 코어를 다층의 형태로 적층하여 형성함으로써 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve this technical problem, as shown in FIG. 7, the conventional technique of forming a wound iron core in a single layer (ie, one layer) is modified, and the wound iron core is laminated in a multi-layered form. By forming, it was found that the problems of the prior art can be solved, and the present invention has been completed.
구체적으로, 본 발명은 기존 도 7과 같은 방법으로 권철심 코어를 조립하지 않고, 도 8에 나타낸 바와 같이 다양한 크기를 갖는 권철심 코어들을 쌓는 구조로 조립함으로써 종래 기술에 비해 매우 용이하게 권철심 코어를 제조할 수 있다.Specifically, the present invention does not assemble the wound iron core in the same manner as in FIG. 7, but as shown in FIG. 8, assembling the wound iron cores having various sizes in a structure in which they are stacked, making it very easy compared to the prior art. can be manufactured.
따라서, 전술한 방법에 의해 제조되는 본 발명의 권철심 변압기는, 종래 기술에 해당하는 권철심의 횡단면 구조를 나타내는 도 4의 형태를 도 5와 같이 구성하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the wound iron core transformer of the present invention manufactured by the above-described method is characterized in that the form of FIG. 4 showing the cross-sectional structure of the wound iron core corresponding to the prior art is configured as shown in FIG. 5 .
구체적으로, 본 발명의 일 측면은,Specifically, one aspect of the present invention is
베이스 코어; 및base core; and
상기 베이스 코어의 상부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 포함하는, 권철심형 변압기를 제공한다.It is provided on the upper part of the base core, and provides a core wound core transformer comprising one or more upper cores having a size smaller than that of the base core.
본 발명에서는, 상기 베이스 코어 및 상기 상부 코어를 모두 포함하여 권철심이라 할 수 있다.In the present invention, including both the base core and the upper core, it may be referred to as a wound iron core.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,In addition, another aspect of the present invention,
베이스 코어;base core;
상기 베이스 코어의 상부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어; 및an upper core provided on the base core and having a size smaller than that of the base core of one or more layers; and
상기 베이스 코어의 하부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 하부 코어를 포함하는, 권철심형 변압기를 제공한다.It is provided under the base core, and provides a lower core of one or more layers smaller in size than the base core, a wound iron core type transformer.
본 발명에서는, 상기 베이스 코어, 상기 상부 코어 및 상기 하부 코어를 모두 포함하여 권철심이라 할 수 있다.In the present invention, including all of the base core, the upper core, and the lower core, it may be referred to as a wound iron core.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어는 권철심형 변압기를 구성하는 코어들 중에서 가장 크기가 큰 것을 의미할 수 있고, 또한 상기 베이스 코어, 상부 코어, 하부 코어의 층이 매우 많은 경우에는 베이스 코어는 1개 이상일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the base core may mean the largest size among the cores constituting the wound iron core type transformer, and when there are very many layers of the base core, the upper core, and the lower core, the base core may be one or more.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어는 1층 이상으로 구성될 수 있고, 상기 베이스 코어의 상부에는 1층 이상의 상부 코어가 구비될 수 있다. In addition, according to an aspect of the present invention, the base core may be composed of one or more layers, and an upper core of one or more layers may be provided on the upper portion of the base core.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어는 1층 이상으로 구성될 수 있고, 상기 베이스 코어의 상부에는 1층 이상의 상부 코어가 구비될 수 있고, 상기 베이스 코어의 하부에는 1층 이상의 하부 코어가 구비될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, the base core may be composed of one or more layers, an upper core of one or more layers may be provided on the upper portion of the base core, and one layer or more below the base core The above lower core may be provided.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어는 1층으로 구성될 수도 있고, 동일한 크기로 2층 이상으로 구성될 수도 있다.That is, according to one aspect of the present invention, the base core may be composed of one layer or may be composed of two or more layers having the same size.
한편, 전술한 바와 같이, 종래 기술에서는 코어가 단일층으로 형성되는 것에 비하여, 본 발명에 의한 권철심형 변압기는 코어가 다층으로 적층되어 형성되는 점에서 구별된다.On the other hand, as described above, the core is different from that in the prior art in that the core is formed in a single layer, the wound iron core type transformer according to the present invention is formed by stacking the core in multiple layers.
구체적으로, 종래의 권철심 변압기에 대하여 도 3의 A-A"의 선으로 자른 횡단면을 나타낸 것이 도 4이고, 도 4에서 볼 수 있듯이, 권철심 코어(10)의 횡단면은 직사각형 단면을 형성함을 확인할 수 있다. 즉, 종래의 권철심 변압기는 직사각형 단면을 형성하는 권철심 코어(10)의 주위를 권선(11)이 감싸고 있는 형태로 구성된다.Specifically, FIG. 4 shows a cross-section taken along line AA" of FIG. 3 for a conventional wound iron core transformer, and as can be seen in FIG. 4, it can be confirmed that the cross-section of the
이에 비하여, 본 발명의 일례인 권철심 변압기에 대하여 상기 방법과 동일한 방법(즉, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점 A와 외측의 어느 한 지점 A"를 잇는 A-A"의 선으로 자름)으로 나타낸 횡단면은 도 5 및 6과 같다.In contrast, the same method as the above method for the wound iron core transformer, which is an example of the present invention (that is, cut with a line AA" connecting any one point A on the inside close to the hollow part of the wound iron core and any one point A" on the outside) The cross-section indicated by is shown in FIGS. 5 and 6 .
즉, 상기 도 5 및 6에 있어서, 본 발명의 일 측면에 따른 권철심 코어(10)는, 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 중앙의 베이스 코어를 중심으로 상부에 크기가 베이스 코어보다 다층의 코어들(즉, 1층 이상의 상부 코어)이 적층된 형태로 구비될 수 있다.That is, in FIGS. 5 and 6, the core 10 according to an aspect of the present invention has a cross section that appears when cut by a line connecting any one point on the inside close to the hollow part and any one point on the outside. As a reference, it may be provided in a form in which cores of multiple layers (ie, one or more upper cores) having a size larger than the base core are stacked on top of the central base core.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 전술한 횡단면을 기준으로 하여, 중앙의 베이스 코어를 중심으로, 상하부에 크기가 베이스 코어보다 작은 다층의 코어들(즉, 1층 이상의 상부 코어 및 1층 이상의 하부 코어)이 적층된 형태로 구비된다.In addition, according to another aspect of the present invention, based on the above-described cross-section, based on the central base core, the upper and lower portions of the multi-layered cores having a size smaller than the base core (that is, one or more upper cores and one layer or more of the lower core) is provided in a stacked form.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 1층 이상으로의 상부 코어는 베이스 코어를 기준으로 상부로 적층되어 갈수록 그 크기가 점진적으로 작아질 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the upper core of the one or more layers may be gradually reduced in size as the upper core is stacked on the basis of the base core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 1층 이상의 하부 코어는 베이스 코어를 기준으로 하부로 적층되어 갈수록 그 크기가 점진적으로 작아질 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the lower core of the one or more layers may be gradually reduced in size as the lower core is stacked with respect to the base core.
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심을 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 중앙부에 존재하는 가장 크기가 큰 베이스 코어는 S_center의 폭과 L-center의 높이를 가진다. On the other hand, according to one aspect of the present invention, based on the cross section that appears when the winding iron core is cut with a line connecting any one point on the inner side close to the hollow part and any one point on the outer side, the largest size present in the center The base core has a width of S_center and a height of L-center.
이러한 베이스 코어를 기준으로 하여, 1층 이상의 상부 코어는 점차적으로 폭(S)과 높이(L)가 줄어드는 형태로 다수의 코어가 적층되어 다층 구조를 형성할 수 있다.Based on such a base core, the upper core of one or more layers may be stacked with a plurality of cores in a form in which the width S and the height L are gradually reduced to form a multi-layer structure.
또한, 이러한 베이스 코어를 기준으로 하여, 1층 이상의 상부 코어와 층 이상의 하부 코어는 점차적으로 폭(S)과 높이(L)가 줄어드는 형태로 다수의 코어가 적층되어 다층 구조를 형성할 수 있다.In addition, based on such a base core, the upper core of one or more layers and the lower core of one or more layers may be stacked with a plurality of cores in a form in which the width S and the height L are gradually reduced to form a multi-layer structure.
구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 베이스 코어 및 상부 코어를 포함하는 권철심을 감싸는 권선의 직경보다 베이스 코어의 대각선의 길이를 작게 제어하면 본 발명에 최적인 형상을 얻을 수 있고, 이에 대한 구체적인 예는 하기와 같다.Specifically, according to one aspect of the present invention, based on a cross-section that appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the winding core, the base core and the upper core are included. If the length of the diagonal of the base core is controlled to be smaller than the diameter of the winding surrounding the core, an optimal shape can be obtained in the present invention, and specific examples thereof are as follows.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 권철심을 감싸는 권선의 직경보다 베이스 코어의 대각선의 길이를 작게 제어하면 본 발명에 최적인 형상을 얻을 수 있고, 이에 대한 구체적인 예는 하기와 같다.In addition, according to one aspect of the present invention, based on the cross-section that appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the winding core, the base core, the upper core and the lower core are By controlling the length of the diagonal of the base core to be smaller than the diameter of the winding enclosing the included winding iron core, an optimal shape can be obtained in the present invention, and specific examples thereof are as follows.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 코어의 상부에 제1 상부 코어가 구비되고, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 제1 상부 코어의 폭이 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.83~0.9배의 범위일 수 있다.According to one aspect of the present invention, a first upper core is provided on the upper portion of the base core, and a cross section appears when cut with a line connecting any one point on the inside close to the hollow part of the winding core and any one point on the outside. Thus, the width of the first upper core may be in the range of 0.83 to 0.9 times the width of the base core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술한 S_center의 폭을 가지는 베이스 코어를 기준으로, 베이스 코어의 상부에 형성되고 S1의 폭을 가지는 제1 상부 코어는 베이스 코어의 폭에 대하여 0.9~0.83배의 폭을 가질 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 6 , based on the above-described base core having a width of S_center, the first upper core formed on the upper portion of the base core and having a width of S1 is the base core. It may have a width of 0.9 to 0.83 times the width.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 상부 코어의 상부에 제2 상부 코어가 구비되고, 권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 제2 상부 코어의 폭은 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.65~0.75배의 범위일 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, a second upper core is provided on the upper portion of the first upper core, and a line connecting any one point on the inner side close to the hollow part of the wound iron core transformer and any one point on the outer side Based on the cross-section that appears when cut, the width of the second upper core may be in the range of 0.65 to 0.75 times the width of the base core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술한 S_center의 폭을 가지는 베이스 코어를 기준으로, 전술한 제1 상부 코어의 상부에 형성되고 S2의 폭을 가지는 제2 상부 코어는 베이스 코어의 폭에 대하여 0.65~0.75배의 폭을 가질 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 6 , based on the base core having the above-described width of S_center, the second upper core is formed on top of the above-described first upper core and has a width of S2. may have a width of 0.65 to 0.75 times the width of the base core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 상부 코어의 상부에 제3 상부 코어가 구비되고, 권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 제3 상부 코어의 폭은 상기 제2 상부 코어의 폭에 대하여 0.55~0.65배의 범위일 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, a third upper core is provided on the upper portion of the second upper core, and a line connecting any one point on the inner side close to the hollow part of the wound iron core transformer and any one point on the outer side Based on the cross-section that appears when cut, the width of the third upper core may be in the range of 0.55 to 0.65 times the width of the second upper core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술한 S_center의 폭을 가지는 베이스 코어를 기준으로, 전술한 제2상부 코어의 상부에 형성되고 S3의 폭을 가지는 제3 상부 코어는 베이스 코어의 폭에 대하여 0.55~0.65배의 폭을 가질 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 6 , based on the base core having the aforementioned width of S_center, the third upper core is formed on top of the aforementioned second upper core and has a width of S3. may have a width of 0.55 to 0.65 times the width of the base core.
결국, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어의 상부에 제1 상부 코어, 제2 상부 코어 및 제3 상부 코어가 순차로 구비되고, After all, according to an aspect of the present invention, a first upper core, a second upper core, and a third upper core are sequentially provided on the upper part of the base core,
권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the wound iron core transformer,
상기 제1 상부 코어의 폭이 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.83~0.9배이고, 상기 제2 상부 코어의 폭은 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.65~0.75배이고, 상기 제3 상부 코어의 폭은 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.55~0.65배일 수 있다.The width of the first upper core is 0.83 to 0.9 times the width of the base core, the width of the second upper core is 0.65 to 0.75 times the width of the base core, and the width of the third upper core is the width of the base It may be 0.55 to 0.65 times the width of the core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 코어의 상부에 제1 상부 코어가 구비되고, 권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나느 횡단면을 기준으로 하여, 상기 제1 상부 코어의 높이는 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.4~0.55배의 범위일 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the first upper core is provided on the upper part of the base core, and it appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the wound iron core transformer. Based on the cross-section, the height of the first upper core may be in the range of 0.4 to 0.55 times the height of the base core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술한 L_center의 높이를 가지는 베이스 코어를 기준으로, 베이스 코어의 상부에 형성되고 L1의 높이를 가지는 제1 상부 코어는 베이스 코어의 높이에 대하여 0.4~0.55배의 범위일 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 6 , based on the base core having the above-described height of L_center, the first upper core formed on the upper part of the base core and having a height of L1 is the base core. It may range from 0.4 to 0.55 times the height.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제1 상부 코어의 상부에 제2 상부 코어가 구비되고, 권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 제2 상부 코어의 높이는 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.1~0.2배의 범위일 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, a second upper core is provided on the upper portion of the first upper core, and a line connecting any one point on the inner side close to the hollow part of the wound iron core transformer and any one point on the outer side Based on the cross-section that appears when cut, the height of the second upper core may be in the range of 0.1 to 0.2 times the height of the base core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술한 L_center의 높이를 가지는 베이스 코어를 기준으로, 전술한 제1 상부 코어의 상부에 형성되고 L2의 높이를 가지는 제2 상부 코어는 베이스 코어의 높이에 대하여 0.1~0.2배의 폭을 가질 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 6 , based on the base core having the above-described L_center height, the second upper core is formed above the above-described first upper core and has a height of L2. may have a width of 0.1 to 0.2 times the height of the base core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 제2 상부 코어의 상부에 제3 상부 코어가 구비되고, 권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 제3 상부 코어의 높이는 상기 제2 상부 코어의 높이에 대하여 0.08~0.1배의 범위일 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, a third upper core is provided on the upper portion of the second upper core, and a line connecting any one point on the inner side close to the hollow part of the wound iron core transformer and any one point on the outer side Based on the cross-section that appears when cut, the height of the third upper core may be in the range of 0.08 to 0.1 times the height of the second upper core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 도 6에 나타낸 바와 같이, 전술한 L_center의 높이를 가지는 베이스 코어를 기준으로, 전술한 제2 상부 코어의 상부에 형성되고 L3의 높이를 가지는 제3 상부 코어는 베이스 코어의 높이를 기준으로 0.08~0.1배의 높이를 가질 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, as shown in FIG. 6 , based on the base core having the above-described L_center height, the third upper core is formed on top of the above-described second upper core and has a height of L3. may have a height of 0.08 to 0.1 times the height of the base core.
결국, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어의 상부에 제1 상부 코어, 제2 상부 코어 및 제3 상부 코어가 순차로 구비되고, After all, according to an aspect of the present invention, a first upper core, a second upper core, and a third upper core are sequentially provided on the upper part of the base core,
권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the wound iron core transformer,
상기 제1 상부 코어의 높이가 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.4~0.55배이고, The height of the first upper core is 0.4 to 0.55 times the height of the base core,
상기 제2 상부 코어의 높이가 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.1~0.2배 이고, The height of the second upper core is 0.1 to 0.2 times the height of the base core,
상기 제3 상부 코어의 높이가 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.08~0.1배일 수 있다.The height of the third upper core may be 0.08 to 0.1 times the height of the base core.
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심형 변압기가 하부 코어를 포함하는 경우에는, 전술한 상부 코어와 마찬가지로, 제1 하부 코어, 제2 하부 코어, 제3 하부 코어를 순차로 형성할 수 있고, 또한 그 크기 역시 전술한 상부 코어에 대한 설명을 동일하게 적용할 수 있다.On the other hand, according to one aspect of the present invention, when the wound iron core type transformer includes a lower core, like the above-described upper core, the first lower core, the second lower core, and the third lower core may be sequentially formed, , and also the size of the above-described upper core can be equally applied.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심형 변압기가 하부 코어를 포함하는 경우에는 전술한 제1 상부 코어, 제2 상부 코어 및 제3 상부 코어와 대칭이 되도록, 제1 하부 코어, 제2 하부 코어 및 제3 하부 코어를 구비할 수 있다.That is, according to an aspect of the present invention, when the wound iron core type transformer includes a lower core, the first lower core and the second lower core are symmetrical to the first upper core, the second upper core, and the third upper core. It may have a core and a third lower core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 베이스 코어 및 상부 코어를 모두 합한 높이는 상기 베이스 코어 및 상부 코어의 주위를 감싸도록 구비되는 권선의 직경보다 작거나 같을 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, based on the cross-section that appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the winding core, the base core and the upper core are combined. The height may be smaller than or equal to the diameter of the winding provided to surround the base core and the upper core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 상기 베이스 코어, 상부 코어, 하부 코어를 모두 합한 높이는 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어의 주위를 감싸도록 구비되는 권선의 직경보다 작거나 같을 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, based on the cross-section that appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the core, the base core, the upper core, and the lower core The sum of the heights may be less than or equal to the diameter of the winding provided to surround the base core, the upper core, and the lower core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 베이스 코어의 폭은 상기 베이스 코어 및 상부 코어의 주위를 감싸도록 구비되는 권선의 직경보다 작거나 같을 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, based on the cross-section that appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the winding core, the width of the base core is the base core and It may be smaller than or equal to the diameter of the winding provided to wrap around the upper core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여, 베이스 코어의 폭은 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어의 주위를 감싸도록 구비되는 권선의 직경보다 작거나 같을 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, based on the cross-section that appears when cut with a line connecting any one point on the inside and any one point on the outside close to the hollow part of the winding core, the width of the base core is the base core, It may be smaller than or equal to the diameter of the winding provided to wrap around the upper core and the lower core.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 의한 권철심형 변압기가 베이스 코어 및 상부 코어를 포함하는 경우에는 베이스 코어 및 상부 코어를 모두 합한 층의 개수가 2~11개일 수 있다.According to an aspect of the present invention, when the wound iron core type transformer according to the present invention includes a base core and an upper core, the number of layers including both the base core and the upper core may be 2 to 11.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명에 의한 권철심형 변압기는 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 모두 합한 층의 개수는 3~11개인 것이 바람직하다.In addition, according to one aspect of the present invention, in the wound iron core type transformer according to the present invention, the number of layers including the base core, the upper core and the lower core is preferably 3 to 11.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 모두 합한 층의 개수를 3개 미만으로 하면, 3층보다 작은 다층 철심으로서 권선부의 사용량이 종래의 직사각형 철심 형태보다 절감이 용이하지 않은 단점이 있다. 이는 개선 효과가 명백하지 않기 때문이다.That is, according to one aspect of the present invention, when the total number of layers including the base core, the upper core, and the lower core is less than three, as a multi-layer iron core smaller than three layers, the amount of winding part is reduced compared to the conventional rectangular iron core type The disadvantage is that this is not easy. This is because the improvement effect is not obvious.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어, 상부 코어(및 하부 코어)를 모두 합한 층의 개수가 11개를 초과하면, 가공수가 많아지므로 제작이 용이하지 않다는 단점이 있으나, 이는 제조 공정 상의 비용과 관련된 효과이므로 층의 개수를 반드시 11개 이하로 한정하는 것은 아니다.In addition, according to one aspect of the present invention, when the total number of layers including the base core and the upper core (and the lower core) exceeds 11, the number of processing increases, so manufacturing is not easy, but this is a manufacturing process Since the effect is related to the cost of the bed, the number of layers is not necessarily limited to 11 or less.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어, 상부 코어(및 하부 코어)의 소재는 방향성 전기 강판 및 아몰퍼스 판으로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 베이스 코어, 상부 코어, 하부 코어의 소재 선정에는 특별히 제한이 없다.In addition, according to an aspect of the present invention, the material of the base core, the upper core (and the lower core) may be selected from the group consisting of a grain-oriented electrical steel sheet and an amorphous plate, and the material of the base core, the upper core, and the lower core There are no particular restrictions on selection.
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 방향성 전기 강판은 0.1~0.65㎜의 두께를 가질 수 있고, 상기 아몰퍼스 판은 0.001~0.1㎜의 두께를 가질 수 있다.Meanwhile, according to an aspect of the present invention, the grain-oriented electrical steel sheet may have a thickness of 0.1 to 0.65 mm, and the amorphous plate may have a thickness of 0.001 to 0.1 mm.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 방향성 전기 강판은, 중량%로, 실리콘(Si): 1~7 중량%, 망간(Mn): 0.15 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.12 중량% 이하, 구리(Cu): 0.13 중량% 이하, 인(P): 0.03중량% 이하, 주석(Sn): 0.05중량% 이하, 안티몬(Sb): 0.05 중량% 이하, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the grain-oriented electrical steel sheet, in weight %, silicon (Si): 1 to 7% by weight, manganese (Mn): 0.15% by weight or less, chromium (Cr): 0.12% by weight or less , copper (Cu): 0.13 wt% or less, phosphorus (P): 0.03 wt% or less, tin (Sn): 0.05 wt% or less, antimony (Sb): 0.05 wt% or less, remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities may include.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 아몰퍼스 판은, 중량%로, 실리콘(Si): 10% 이하, 붕소(B): 7% 이하, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, the amorphous plate may include, by weight %, silicon (Si): 10% or less, boron (B): 7% or less, the remaining iron (Fe) and other unavoidable impurities. have.
다만, 본 발명의 일 측면에 따르면, 보다 무부하손실이 적은 권철심형 변압기를 제공한다고 하는 본 발명의 목적을 고려하여, 상기 베이스 코어 및 상부 코어 중 적어도 하나의 소재는 방향성 전기 강판일 수 있고, 상기 베이스 코어 및 상부 코어 중 적어도 하나의 소재는 아몰퍼스 판일 수 있다.However, according to one aspect of the present invention, in consideration of the object of the present invention to provide a wound iron core type transformer with less no-load loss, at least one of the base core and the upper core may be a grain-oriented electrical steel sheet, At least one of the base core and the upper core may be an amorphous plate.
마찬가지로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 보다 무부하손실이 적은 권철심형 변압기를 제공한다고 하는 본 발명의 목적을 고려하여, 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 소재는 방향성 전기 강판일 수 있고, 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나의 소재는 아몰퍼스 판일 수 있다.Similarly, according to one aspect of the present invention, in consideration of the object of the present invention to provide a wound iron core type transformer with less no-load loss, the material of at least one of the base core, the upper core and the lower core may be a grain-oriented electrical steel sheet. and at least one of the base core, the upper core, and the lower core may be an amorphous plate.
구체적으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어, 상부 코어, 하부 코어는 각각 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 금속판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성될 수 있다.Specifically, according to one aspect of the present invention, the base core, the upper core, and the lower core may be composed of a plurality of metal plates stacked and wound in a plurality of layers, respectively, and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central part. have.
따라서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어는 각각 다양한 크기를 갖는 직사각형 도넛 형태를 가질 수 있다.Accordingly, according to an aspect of the present invention, the base core, the upper core, and the lower core may each have a rectangular donut shape having various sizes.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어 및 상부 코어 중 적어도 하나는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 방향성 전기 강판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성될 수 있고, In addition, according to one aspect of the present invention, at least one of the base core and the upper core may be composed of a plurality of grain-oriented electrical steel sheets that are laminated and wound in multiple layers, and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central part. there is,
상기 베이스 코어 및 상부 코어 중 적어도 하나는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 아몰퍼스 판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성될 수 있다.At least one of the base core and the upper core may include a plurality of amorphous plates that are stacked and wound in a plurality of layers, and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central portion.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 방향성 전기 강판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성될 수 있고, In addition, according to an aspect of the present invention, at least one of the base core, the upper core, and the lower core is a plurality of grain-oriented electrical steel sheets that are laminated and wound in a plurality of layers and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central part. can be configured,
상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 아몰퍼스 판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성될 수 있다.At least one of the base core, the upper core, and the lower core may include a plurality of amorphous plates stacked and wound in a plurality of layers, and a hollow portion provided as an empty space because the iron core is not filled in the central portion.
한편, 종래 기술에서는 외측과 내측 철심 소재로 아폴퍼스 판과, 방향성 전기 강판을 혼합 사용하기에 자기장 생성 길이(자로 길이)가 달라 기술적인 진단이 필요하였다.On the other hand, in the prior art, since an apolpus plate and a grain-oriented electrical steel plate are mixed and used as the outer and inner iron core materials, the magnetic field generation length (the length of the magnetic field) is different, so a technical diagnosis is required.
반면, 본 발명에서는 다층 구조의 철심을 형성하는 각 코어별로 평균 자기장 생성 길이(평균 자로 길이)가 거의 유사하기 때문에 철심 블록별로 소재 선정에 있어서 특별히 제약이 없다.On the other hand, in the present invention, since the average magnetic field generation length (average magnetic path length) for each core forming the multi-layered iron core is almost similar, there is no particular limitation in the selection of materials for each iron core block.
다만, 본 발명의 일 측면에 따르면, 아몰퍼스 판은 소재 특성이 깨지기 쉽고, 강성이 약하기 때문에 본 발명의 다층 구조에서는 베이스 코어로서 아몰퍼스 판을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.However, according to one aspect of the present invention, since the material properties of the amorphous plate are fragile and the rigidity is weak, it is preferable to use the amorphous plate as the base core in the multilayer structure of the present invention.
따라서, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 방향성 전기 강판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성되는 것이 바람직하다.Therefore, according to one aspect of the present invention, the base core is preferably composed of a plurality of grain-oriented electrical steel sheets wound by stacking a plurality of layers and a hollow portion provided as an empty space because the iron core is not filled in the central portion.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 코어 및 상부 코어 중 적어도 하나는 소재로서 방향성 전기 강판을 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나는 소재로서 방향성 전기 강판을 사용할 수 있다.According to one aspect of the present invention, at least one of the base core and the upper core may use a grain-oriented electrical steel sheet as a material. In addition, according to another aspect of the present invention, at least one of the base core, the upper core, and the lower core may use a grain-oriented electrical steel sheet as a material.
여기서, 전술한 적어도 하나라는 의미는 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 어느 하나가 2 이상의 층으로 구성되는 경우에는 하나 이상의 층만이 그 소재로서 방향성 전기 강판을 사용하면 충분한 것이고, 반드시 각 코어에 대한 모든 층이 그 소재로서 방향성 전기 강판을 사용해야만 하는 것은 아니다.Here, the above-mentioned at least one means that when any one of the base core, the upper core, and the lower core is composed of two or more layers, it is sufficient if only one or more layers use a grain-oriented electrical steel sheet as the material, and it is necessary to Not all layers have to use grain-oriented electrical steel as their material.
마찬가지로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 코어 및 상부 코어 중 적어도 하나는 소재로서 아몰퍼스 판을 사용할 수 있다. 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나는 소재로서 아몰퍼스 판을 사용할 수 있다.Similarly, according to one aspect of the present invention, at least one of the base core and the upper core may use an amorphous plate as a material. According to another aspect of the present invention, at least one of the base core, the upper core, and the lower core may use an amorphous plate as a material.
여기서, 전술한 적어도 하나라는 의미는 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 어느 하나가 2 이상의 층으로 구성되는 경우에는 하나 이상의 층만이 그 소재로서 아몰퍼스 판을 사용하면 충분한 것이고, 반드시 각 코어에 대한 모든 층이 그 소재로서 아모퍼스 판을 사용해야만 하는 것은 아니다.Here, the above-mentioned at least one means that when any one of the base core, the upper core, and the lower core is composed of two or more layers, it is sufficient to use an amorphous plate as the material for only one or more layers, and must The layer does not have to use an amorphous plate as its material.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 권철심형 변압기에 있어서, 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 권철심의 전체 재료에 대하여 아몰퍼스 재료는 1~45% 범위일 수 있고, 보다 바람직하게는 5~40% 범위일 수 있다. 이는 아몰퍼스 재료를 많이 사용할수록 무부하손실은 감소되지만, 아몰퍼스 가격이 전기강판 대비 2~3배 비싸기 때문에, 변압기 제조 원가 상승으로 인해 실질적으로 적용하는 데 한계가 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, in the wound iron core type transformer of the present invention, the amorphous material may be in the range of 1 to 45% with respect to the total material of the wound iron core including the base core, the upper core and the lower core, more preferably It may be in the range of 5-40%. The more the amorphous material is used, the lower the no-load loss, but since the amorphous price is 2-3 times higher than that of the electrical steel sheet, there is a limit to practical application due to the increase in the manufacturing cost of the transformer.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 종래의 도 4 형태로 철심을 둘러싼 권선(코일)의 사용량은, 본 발명과 같이 도 5의 형태로 변경함으로써 권선 면적을 기준으로 2~8% 저감될 수 있다. 즉, 도 4에 의한 종래의 철심 면적과 본 발명의 철심 면적은 각각 A×B와 C×C로 나타낼 수 있다. 그런데, 본 발명의 효과를 설명하기 위해 철심 면적이 동일하다는 전제 하에서 C = sqrt(A×B)이다.In addition, according to one aspect of the present invention, the amount of winding (coil) surrounding the iron core in the conventional form of Fig. 4 can be reduced by 2 to 8% based on the winding area by changing the form of Fig. 5 as in the present invention. have. That is, the area of the conventional iron core and the iron core area of the present invention as shown in FIG. 4 can be expressed as A×B and C×C, respectively. However, in order to explain the effect of the present invention, C = sqrt(A×B) under the premise that the iron core area is the same.
또한, 본 발명의 철심 외측 직경(D)은 C×cos45로 결국 sqrt(A×B) ×cos45로 표현된다.In addition, the outer diameter (D) of the iron core of the present invention is C×cos45 and is ultimately expressed as sqrt(A×B)×cos45.
따라서, 종래 철심 구조에 의한 권선의 면적은 (2A×w_c) + (2B×w_c) + (4w_c×w_c)로 나타낼 수 있고, 본 발명의 권선부 면적은 면적은 π×[((sqrt(A×B) ×cos45)/2 + w_c)2 - ((sqrt(A×B) ×cos 45)/2)2] 이기 때문에 종래 기술 대비 본 발명의 권선부는 2~8% 절감됨을 알 수 있다.Therefore, the area of the winding according to the conventional iron core structure can be expressed as (2A×w_c) + (2B×w_c) + (4w_c×w_c), and the area of the winding part of the present invention has an area of π×[((sqrt(A) ×B) ×cos45)/2 + w_c) 2 - ((sqrt(A×B) ×cos 45)/2) 2 ] It can be seen that the winding portion of the present invention is reduced by 2 to 8% compared to the prior art.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,In addition, another aspect of the present invention,
베이스 코어를 준비하는 단계;preparing a base core;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 준비하는 단계; 및Preparing one or more upper cores having a smaller size than the base core; and
상기 베이스 코어의 상부에 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계를 포함하는, 권철심형 변압기의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a wound iron core transformer, comprising the step of stacking the one or more upper cores on top of the base core.
또한, 본 발명의 또 다른 일 측면은,In addition, another aspect of the present invention,
베이스 코어를 준비하는 단계;preparing a base core;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 준비하는 단계;Preparing one or more upper cores having a smaller size than the base core;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 하부 코어를 준비하는 단계;Preparing one or more lower cores having a smaller size than the base core;
상기 베이스 코어의 상부에 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계; 및stacking the one or more upper cores on top of the base core; and
상기 베이스 코어의 하부에 상기 1층 이상의 하부 코어를 적층하는 단계를 포함하는, 권철심형 변압기의 제조방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a wound iron core type transformer, comprising the step of stacking the one or more layers of the lower core on the lower portion of the base core.
본 발명의 일 측면에 따르면, 베이스 코어를 준비하는 단계는 권철심을 제조하는 통상의 방법을 동일하게 적용하여 베이스 코어를 제조할 수 있다. According to one aspect of the present invention, in the step of preparing the base core, the base core may be manufactured by applying a common method for manufacturing a wound iron core.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 베이스 코어는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 금속판 및 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성되도록 당해 기술분야에서 권철심을 제조하는 통상의 방법을 적용하여 제조할 수 있다.That is, according to one aspect of the present invention, the base core is manufactured by applying a conventional method of manufacturing a wound iron core in the art so as to be composed of a plurality of metal plates stacked and wound in a plurality of layers and a hollow portion provided with an empty space. can do.
마찬가지로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 1층 이상의 상부 코어 및 1층 이상의 하부 코어 역시 상기 베이스 코어와 크기가 작은 것 외에는 베이스 코어와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.Similarly, according to one aspect of the present invention, the one or more upper core and one or more layers of the lower core may be manufactured in the same manner as the base core except that the size of the lower core is smaller than that of the base core.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 1층 이상의 상부 코어 및 1층 이상의 하부 코어 역시 각각 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 금속 강판 및 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성되도록 당해 기술분야에서 권철심을 제조하는 통상의 방법을 적용하여 제조할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the one or more upper core and the one or more layer lower core are also wound iron cores in the art so as to be composed of a plurality of metal steel plates that are laminated and wound in a plurality of layers, respectively, and a hollow portion provided with an empty space. It can be prepared by applying a conventional method for manufacturing.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심형 변압기의 제조방법은 베이스 코어의 상부에 1층 이상의 상부 코어를 적층할 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, in the method of manufacturing a wound iron core type transformer, one or more upper core layers may be stacked on top of the base core.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 권철심형 변압기의 제조방법은 베이스 코어의 상부에 1층 이상의 상부 코어를 적층하고, 베이스 코어의 하부에 1층 이상의 하부 코어를 적층함으로써 제조될 수 있고, 그 순서는 크게 중요하지 않으므로 특별히 한정하지 않을 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, the method for manufacturing a wound iron core transformer can be manufactured by stacking one or more upper core layers on top of a base core, and stacking one or more layers of lower cores on the lower part of the base core, and the Since the order is not very important, it may not be particularly limited.
본 발명에 권철심형 변압기의 제조방법을 일례로서 나타낸 도면이 도 8이고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 베이스 코어(40) 상에 베이스 코어(40)보다 크기가 작은 제1 상부 코어(41)를 적층하고, 이후 제1 상부 코어(41)보다 크기가 작은 제2 상부 코어(42)를 차례로 적층하여 권철심의 코어를 조립하여 제조할 수 있다.8 is a view showing a method of manufacturing a wound iron core type transformer according to the present invention as an example, and as shown in FIG. 8 , a first
마찬가지로, 본 발명에 권철심형 변압기의 제조방법을 일례로서 하부 코어 역시, 베이스 코어 상에 베이스 코어보다 크기가 작은 제1 하부 코어를 적층하고, 이후 제1 하부 코어보다 크기가 작은 제2 하부 코어를 차례로 적층하여 권철심의 코어를 조립하여 제조할 수 있다.Similarly, as an example of the method of manufacturing a wound iron core type transformer in the present invention, the lower core is also stacked on the base core with a first lower core having a size smaller than that of the base core, and then a second lower core having a smaller size than the first lower core is formed. It can be manufactured by sequentially stacking and assembling the core of the wound iron core.
이러한 본 발명에 따른 권철심 변압기의 제조방법은 도 7에 나타낸 기존의 권철심 코어 제조방법인 외측 코어에 내측 코어를 삽입하여 조립하는 방법에 비하여 비교적 용이하게 제조할 수 있다.The method of manufacturing a wound iron core transformer according to the present invention can be manufactured relatively easily compared to a method of assembling an inner core by inserting an inner core into an outer core, which is a conventional method for manufacturing a wound iron core shown in FIG. 7 .
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계는 상부 코어가 2층 이상인 경우, 코어의 크기가 큰 것부터 작아지는 순으로 단계적으로 적층할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the step of stacking the upper core of one or more layers, when the upper core has two or more layers, the size of the core may be stacked in stages from the largest to the smallest.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 1층 이상의 하부 코어를 적층하는 단계는 하부 코어가 2층 이상인 경우, 크기가 큰 것부터 작아지는 순으로 단계적으로 적층할 수 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, in the step of stacking the lower core of one or more layers, when the lower core has two or more layers, the stacking may be performed step by step in the order from the largest to the smallest.
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 언급한 바와 같이 적층한 각각의 코어들은 철사 같은 재료로 묶어서 열처리를 하면 형틀이 유지될 수 있다. 이 때, 열처리는 응력 제거 소둔이고, 소재 가공에 의해 악화된 철손을 회복시키는 동시에 형틀을 유지하는 것을 목적으로 한다. 한편, 상기 열처리는 바람직한 일례로서, 열처리로(furnace)에서 철심을 고온 유지하는 조건이 핵심이고, 800℃에서, 2시간 동안 질소 분위기에서 수행될 수 있다.On the other hand, according to one aspect of the present invention, each of the cores stacked as described above can be held in a form when heat-treated by binding with a material such as wire. At this time, the heat treatment is a stress relief annealing, and the purpose is to recover the iron loss deteriorated by the material processing and at the same time maintain the formwork. On the other hand, the heat treatment is a preferred example, and the key condition is to maintain the iron core at a high temperature in a heat treatment furnace, and may be performed at 800° C. in a nitrogen atmosphere for 2 hours.
또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 각 코어의 적층한 후에, 이를 고정하기 위하여 다층 코어를 함침할 수 있다.In addition, according to one aspect of the present invention, after each core is laminated, the multilayer core may be impregnated in order to fix it.
한편, 본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 권철심형 변압기의 제조방법에 있어서, 상기 베이스 코어, 1층 이상의 상부 코어, 및 1층 이상의 하부 코어에 대한 설명은 전술한 설명을 동일하게 적용할 수 있다.Meanwhile, according to an aspect of the present invention, in the method of manufacturing the wound iron core type transformer, the descriptions of the base core, the upper core of one or more layers, and the lower core of one or more layers may be equally applied. .
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기의 실시예는 예시를 통하여 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 권리범위를 제한하기 위한 것이 아니라는 점에서 유의할 필요가 있다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, it is necessary to note that the following examples are only for illustrating the present invention by way of illustration, and are not intended to limit the scope of the present invention. This is because the scope of the present invention is determined by the matters described in the claims and matters reasonably inferred therefrom.
(실시예)(Example)
실시예를 통해 변압기에서 발생하는 무부하손과 변압기 제조 가격을 비교하였다. 철심 소재로 전기 강판(전기 강판 시트)를 사용한 종례예 1을 기준으로 평가하였고, 표 1에 나타난 수치는 종례예 1을 100%로 설정하여 상대 비교하였다.The no-load loss occurring in the transformer and the manufacturing price of the transformer were compared through the examples. It was evaluated based on Example 1 using an electrical steel sheet (electric steel sheet sheet) as an iron core material, and the numerical values shown in Table 1 were compared relative to Example 1 by setting 100%.
각 철심 구조는 동일한 부피를 전제로 평가하였고, 철심 중량이 변화하는 이유는 소재별 밀도 차이(전기 강판은 7.65 kg/dm3, 아몰퍼스 판 7.18 kg/dm3)와 점적율(전기 강판 97%, 아몰퍼스 판 86%)에 기인한다. kg 당 소재 가격은 전기 강판 2100원, 아몰퍼스 4300원을 기준으로 산정하였다. 변압기 제조 가격은 권철심 변압기를 구성하는 철심, 권선, 절연유, 외함 등 다양한 부품을 포함한 완제품 기준이다.Each iron core structure was evaluated on the premise of the same volume, and the reason for the change in iron core weight is the difference in density (7.65 kg/dm 3 for electrical steel sheet, 7.18 kg/dm 3 for amorphous sheet) and space factor (97% for electrical steel sheet, amorphous plate 86%). The material price per kg was calculated on the basis of 2,100 won for electrical steel and 4,300 won for amorphous. Transformer manufacturing price is based on the finished product including various parts such as iron core, winding, insulating oil, and enclosure that make up a wound iron core transformer.
및 철심 중량Iron core material type
and iron core weight
중량 : 92% Electrical steel plate (80%) + Amorphous plate (20%)
Weight: 92%
다층 구조invention shape
multi-layered structure
중량 : 90% Electrical steel plate (50%) + Amorphous plate (50%)
Weight: 90%
한편, 상기 발명예 1에서는 총 7개의 층으로 코어를 구성하였고, 제2 상부 코어와, 제2 하부 코어에 아몰퍼스 재료를 사용하였고, 나머지는 모두 전기 강판을 사용하였다. 또한, 발명예 2는 총 7개의 층으로 코어를 구성하였고, 제1, 2 상부 코어와 제1, 2 하부 코어에 아몰퍼스 재료를 사용하였고, 나머지(즉, 베이스 코어, 제3 상부 코어, 제3 하부 코어에 해당)는 모두 전기 강판을 사용하였다.On the other hand, in Inventive Example 1, a core was composed of a total of seven layers, an amorphous material was used for the second upper core and the second lower core, and an electrical steel sheet was used for the rest. In addition, Inventive Example 2 constituted a core with a total of 7 layers, and an amorphous material was used for the first and second upper cores and the first and second lower cores, and the rest (ie, the base core, the third upper core, and the third Corresponding to the lower core), all electrical steel sheets were used.
상기 표 1과 같이, 아몰퍼스 사용량 증가에 따라 변압기 제조 가격이 상승함을 알 수 있다. 종례예 2와 발명예 1은 소재 사용량은 동일하나 본 발명의 철심 다층 구조를 형성함으로써 권선부 사용을 절감을 통해 변압기 제조 가격이 저렴하다. 종례예 2의 철손이 증가하는 이유는 각 재료별 자로 길이와 BH특성 차이에 의해 자기장 분포가 상이하고, 또한 도 7과 같이 외측 철심에 내측 철심을 삽입하는 과정에서 조립 응력에 의해 철심 굴곡(웨이브) 발생하고 이로 인해 철손이 증가하였다.As shown in Table 1, it can be seen that the manufacturing price of the transformer increases as the amount of amorphous usage increases. Conventional Example 2 and Inventive Example 1 use the same material, but by forming the iron core multi-layer structure of the present invention, the use of windings is reduced and the transformer manufacturing price is low. The reason for the increase in iron loss in Example 2 is that the magnetic field distribution is different due to the difference in the magnetic path length and BH characteristics for each material, and as shown in FIG. 7 , the iron core is bent (wave ), and this increased the iron loss.
또한, 발명예 2의 경우, 본 발명의 철심 다층 구조를 형성함으로써 무부하손이 보다 작은 것을 확인할 수 있다. In addition, in the case of Invention Example 2, it can be confirmed that the no-load loss is smaller by forming the iron core multilayer structure of the present invention.
다만, 본 발명에서 철심 전체의 재료 중 아몰퍼스의 재료를 1~45%의 범위로 사용하는 발명예 1의 경우, 이를 벗어나는 발명예 2에 비하여 변압기 제조 가격이 보다 저렴하므로 철심의 생산에 있어서 보다 바람직함을 확인하였다.However, in the case of Inventive Example 1, in which the amorphous material is used in the range of 1 to 45% among the materials of the entire iron core in the present invention, the transformer manufacturing price is cheaper than Inventive Example 2, which is out of this range, so it is more preferable in the production of the iron core was confirmed.
1: 권철심
2: 다수의 금속판
3: 중공부
21: 권철심의 내측
22: 권철심의 외측
10: 권철심
11: 권선
30: 내측 코어
31: 외측 코어
40: 베이스 코어
41: 제1 상부 코어
42: 제2 상부 코어1: Kwon Cheol-shim
2: Multiple metal plates
3: hollow
21: the inner side of the core
22: outer side of the winding core
10: Kwon Cheol-shim
11: winding
30: inner core
31: outer core
40: base core
41: first upper core
42: second upper core
Claims (19)
상기 베이스 코어의 상부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 포함하는, 권철심형 변압기.
base core; and
A wound iron core type transformer that is provided on the base core and includes an upper core having one or more layers smaller in size than the base core.
상기 베이스 코어의 상부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어; 및
상기 베이스 코어의 하부에 구비되고, 상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 하부 코어를 포함하는, 권철심형 변압기.
base core;
an upper core provided on the base core and having a size smaller than that of the base core of one or more layers; and
Provided under the base core, including a lower core of one or more layers smaller in size than the base core, a wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어는 권철심형 변압기를 구성하는 코어들 중에서 가장 크기가 큰 것인, 권철심형 변압기.
3. The method according to claim 1 or 2,
The base core is the largest in size among the cores constituting the wound iron core type transformer.
상기 1층 이상으로의 상부 코어는 베이스 코어를 기준으로 상부로 적층되어 갈수록 그 크기가 점진적으로 작아지고,
상기 1층 이상의 하부 코어는 베이스 코어를 기준으로 하부로 적층되어 갈수록 그 크기가 점진적으로 작아지는 것인, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
The upper core of the first layer or more gradually decreases in size as it is stacked upward based on the base core,
The lower core of the one or more layers is stacked in the lower part based on the base core, and the size of the lower core is gradually reduced as it goes down, the wound iron core type transformer.
권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,
베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 권철심을 감싸는 권선의 직경보다 베이스 코어의 대각선의 길이가 작은 것은, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the winding core,
The length of the diagonal of the base core is smaller than the diameter of the winding surrounding the core including the base core, the upper core and the lower core, the wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어의 상부에 제1 상부 코어, 제2 상부 코어 및 제3 상부 코어가 순차로 구비되고,
권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,
상기 제1 상부 코어의 폭이 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.83~0.9배이고,
상기 제2 상부 코어의 폭은 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.65~0.75배이고,
상기 제3 상부 코어의 폭은 상기 베이스 코어의 폭에 대하여 0.55~0.65배인 것인, 권철심형 변압기.
3. The method according to claim 1 or 2,
A first upper core, a second upper core, and a third upper core are sequentially provided on an upper portion of the base core,
Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the wound iron core transformer,
The width of the first upper core is 0.83 to 0.9 times the width of the base core,
The width of the second upper core is 0.65 to 0.75 times the width of the base core,
The width of the third upper core will be 0.55 to 0.65 times the width of the base core, a wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어의 상부에 제1 상부 코어, 제2 상부 코어 및 제3 상부 코어가 순차로 구비되고,
권철심 변압기의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,
상기 제1 상부 코어의 높이가 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.4~0.55배이고,
상기 제2 상부 코어의 높이가 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.1~0.2배 이고,
상기 제3 상부 코어의 높이가 상기 베이스 코어의 높이에 대하여 0.08~0.1배인 것인, 권철심형 변압기.
3. The method according to claim 1 or 2,
A first upper core, a second upper core, and a third upper core are sequentially provided on an upper portion of the base core,
Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the wound iron core transformer,
The height of the first upper core is 0.4 to 0.55 times the height of the base core,
The height of the second upper core is 0.1 to 0.2 times the height of the base core,
The height of the third upper core will be 0.08 to 0.1 times the height of the base core, the wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 모두 합한 층의 개수는 3~11개인 것인, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
The number of layers including the base core, the upper core and the lower core is 3 to 11, the wound iron core type transformer.
권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,
상기 베이스 코어, 상부 코어, 하부 코어를 모두 합한 높이는 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어의 주위를 감싸도록 구비되는 권선의 직경보다 작거나 같은 것인, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the winding core,
The total height of the base core, the upper core, and the lower core will be smaller than or equal to the diameter of the winding provided to surround the base core, the upper core and the lower core.
권철심의 중공부에 가까운 내측의 어느 한 지점과 외측의 어느 한 지점을 연결한 선으로 잘랐을 때 나타나는 횡단면을 기준으로 하여,
베이스 코어의 폭은 상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어의 주위를 감싸도록 구비되는 권선의 직경보다 작거나 같은 것인, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
Based on the cross section that appears when cut with a line connecting any point on the inside and any point on the outside close to the hollow part of the winding core,
The width of the base core is smaller than or equal to the diameter of the winding provided to wrap around the base core, the upper core and the lower core, the wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 방향성 전기 강판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성되고,
상기 베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어 중 적어도 하나는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 아몰퍼스 판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성되는 것인, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
At least one of the base core, the upper core, and the lower core is composed of a plurality of grain-oriented electrical steel sheets that are laminated and wound in a plurality of layers, and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central part,
At least one of the base core, the upper core, and the lower core is composed of a plurality of amorphous plates wound by stacking a plurality of layers and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central part, the wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어는 다수의 겹으로 적층하여 권취되는 다수의 방향성 전기 강판 및 중앙부에 철심이 채워지지 않아 빈 공간으로 마련된 중공부로 구성되는 것인, 권철심형 변압기.
3. The method according to claim 1 or 2,
The base core will be composed of a plurality of grain-oriented electrical steel sheets wound by stacking a plurality of layers and a hollow part provided as an empty space because the iron core is not filled in the central part, the wound iron core type transformer.
베이스 코어, 상부 코어 및 하부 코어를 포함하는 권철심의 전체 재료에 대하여 아몰퍼스 재료는 1~45% 범위인 것인, 권철심형 변압기.
3. The method of claim 2,
The amorphous material is in the range of 1 to 45% with respect to the total material of the wound iron core including the base core, the upper core and the lower core, the wound iron core type transformer.
상기 방향성 전기 강판의 두께는 0.1~0.65㎜이고,
상기 아몰퍼스 판의 두께는 0.001~0.1㎜인, 권철심형 변압기.
12. The method of claim 11,
The thickness of the grain-oriented electrical steel sheet is 0.1 to 0.65 mm,
The thickness of the amorphous plate is 0.001 to 0.1 mm, a wound iron core type transformer.
상기 방향성 전기 강판은 중량%로, 실리콘(Si): 1~7 중량%, 망간(Mn): 0.15 중량% 이하, 크롬(Cr): 0.12 중량% 이하, 구리(Cu): 0.13 중량% 이하, 인(P): 0.03중량% 이하, 주석(Sn): 0.05중량% 이하, 안티몬(Sb): 0.05 중량% 이하, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하고,
상기 아몰퍼스 판은 중량%로, 실리콘(Si): 10% 이하, 붕소(B): 7% 이하, 나머지 철(Fe) 및 기타 불가피한 불순물을 포함하는, 권철심형 변압기.
12. The method of claim 11,
The grain-oriented electrical steel sheet is, by weight, silicon (Si): 1 to 7 wt%, manganese (Mn): 0.15 wt% or less, chromium (Cr): 0.12 wt% or less, copper (Cu): 0.13 wt% or less, Phosphorus (P): 0.03 wt% or less, tin (Sn): 0.05 wt% or less, antimony (Sb): 0.05 wt% or less, the remainder including iron (Fe) and other unavoidable impurities,
The amorphous plate is, in weight %, silicon (Si): 10% or less, boron (B): 7% or less, the remainder including iron (Fe) and other unavoidable impurities, a wound iron core transformer.
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 준비하는 단계; 및
상기 베이스 코어의 상부에 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계를 포함하는, 권철심형 변압기의 제조방법.
preparing a base core;
Preparing one or more upper cores having a smaller size than the base core; and
Comprising the step of laminating the upper core of the one or more layers on top of the base core, a method of manufacturing a wound iron core type transformer.
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 상부 코어를 준비하는 단계;
상기 베이스 코어보다 크기가 작은 1층 이상의 하부 코어를 준비하는 단계;
상기 베이스 코어의 상부에 상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계; 및
상기 베이스 코어의 하부에 상기 1층 이상의 하부 코어를 적층하는 단계를 포함하는, 권철심형 변압기의 제조방법.
preparing a base core;
Preparing one or more upper cores having a smaller size than the base core;
Preparing one or more lower cores having a smaller size than the base core;
stacking the one or more upper cores on top of the base core; and
Comprising the step of laminating the lower core of the one or more layers on the lower portion of the base core, a method of manufacturing a wound iron core type transformer.
상기 1층 이상의 상부 코어를 적층하는 단계는 코어의 크기가 큰 것부터 작아지는 순으로 단계적으로 적층하는 것인, 권철심형 변압기의 제조방법.
18. The method of claim 16 or 17,
The step of stacking the upper core of one or more layers is a method of manufacturing a wound iron core type transformer in which the size of the core is stacked step by step in the order from large to small.
상기 1층 이상의 하부 코어를 적층하는 단계는 코어의 크기가 큰 것부터 작아지는 순으로 단계적으로 적층하는 것인, 권철심형 변압기의 제조방법.18. The method of claim 17,
The step of stacking the lower core of one or more layers is to stack the cores step by step in the order from the largest to the smallest, the method of manufacturing a wound iron core type transformer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190171609A KR102325474B1 (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | A solid wound core for transformer with a low no-load losses and manufacturing method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190171609A KR102325474B1 (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | A solid wound core for transformer with a low no-load losses and manufacturing method for the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210079627A true KR20210079627A (en) | 2021-06-30 |
| KR102325474B1 KR102325474B1 (en) | 2021-11-15 |
Family
ID=76602270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190171609A Active KR102325474B1 (en) | 2019-12-20 | 2019-12-20 | A solid wound core for transformer with a low no-load losses and manufacturing method for the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102325474B1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0888128A (en) | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Hitachi Ltd | Polyphase transformer core |
| KR20010023116A (en) * | 1997-08-21 | 2001-03-26 | 크리스 로저 에이취. | Segmented transformer core |
| KR20020054024A (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-06 | 주식회사 아이티씨 | Transformer of Low-Loss Core Structure |
| KR20100100410A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-15 | 제룡산업 주식회사 | Amorphous transformer and manufacturing method thereof |
| KR20150002751A (en) | 2012-06-27 | 2015-01-07 | 유오피 엘엘씨 | Process and apparatus for distributing hydrocarbon feed to a catalyst stream |
| JP2019114626A (en) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社日立製作所 | Hybrid iron core transformer |
-
2019
- 2019-12-20 KR KR1020190171609A patent/KR102325474B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0888128A (en) | 1994-09-19 | 1996-04-02 | Hitachi Ltd | Polyphase transformer core |
| KR20010023116A (en) * | 1997-08-21 | 2001-03-26 | 크리스 로저 에이취. | Segmented transformer core |
| KR20020054024A (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-06 | 주식회사 아이티씨 | Transformer of Low-Loss Core Structure |
| KR20100100410A (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-15 | 제룡산업 주식회사 | Amorphous transformer and manufacturing method thereof |
| KR20150002751A (en) | 2012-06-27 | 2015-01-07 | 유오피 엘엘씨 | Process and apparatus for distributing hydrocarbon feed to a catalyst stream |
| JP2019114626A (en) * | 2017-12-22 | 2019-07-11 | 株式会社日立製作所 | Hybrid iron core transformer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102325474B1 (en) | 2021-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4520335A (en) | Transformer with ferromagnetic circuits of unequal saturation inductions | |
| KR100612724B1 (en) | Segment transformer core | |
| US4364020A (en) | Amorphous metal core laminations | |
| JP5544393B2 (en) | Winding iron core for stationary equipment and stationary equipment having the same | |
| KR101853795B1 (en) | Low loss and reduced-weight type transformer and manufacturing method thereof | |
| KR20040034602A (en) | 3-limb amorphous metal cores for three-phase transformers | |
| JPS62222614A (en) | Composite core of silicon steel-amorphous steel for transformer | |
| US6765467B2 (en) | Core support assembly for large wound transformer cores | |
| JP4959170B2 (en) | Iron core for stationary equipment | |
| CN105027235B (en) | Wound cores for static electromagnetic equipment, three-phase transformers and three-phase reactors | |
| EP1072045A1 (en) | Energy efficient hybrid core | |
| JP4870913B2 (en) | Inductance element | |
| KR102325474B1 (en) | A solid wound core for transformer with a low no-load losses and manufacturing method for the same | |
| EP1081723A1 (en) | Cores and coils for electrical transformers | |
| KR102359769B1 (en) | Wound core with a low no-load losses, wound core transformer and method for manufacturing the same | |
| JP7514773B2 (en) | Static induction equipment | |
| KR101853794B1 (en) | High efficiency and compact type transformer and manufacturing method thereof | |
| KR102490358B1 (en) | A structure of single-phase transformer with wound core type capable of reducing iron loss and manufacturing method therof | |
| GB1595083A (en) | Laminated core electrical devices | |
| US3270308A (en) | Preformed magnetic core structure | |
| JPS61179517A (en) | Method for manufacturing stationary induction appliances | |
| Alexandrov et al. | Amorphous alloys for distribution transformers: design considerations and economic impact | |
| US20080258855A1 (en) | Transformer and manufacturing method thereof | |
| US20250226144A1 (en) | Matrix transformer | |
| KR101112752B1 (en) | Multilayer surface mounting type inductor and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
St.27 status event code: A-0-1-A10-A12-nap-PA0109 |
|
| PA0201 | Request for examination |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D11-exm-PA0201 |
|
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D21-exm-PE0902 |
|
| E13-X000 | Pre-grant limitation requested |
St.27 status event code: A-2-3-E10-E13-lim-X000 |
|
| P11-X000 | Amendment of application requested |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P11-nap-X000 |
|
| P13-X000 | Application amended |
St.27 status event code: A-2-2-P10-P13-nap-X000 |
|
| PG1501 | Laying open of application |
St.27 status event code: A-1-1-Q10-Q12-nap-PG1501 |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
St.27 status event code: A-1-2-D10-D22-exm-PE0701 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
St.27 status event code: A-2-4-F10-F11-exm-PR0701 |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
St.27 status event code: A-2-2-U10-U11-oth-PR1002 Fee payment year number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration |
St.27 status event code: A-4-4-Q10-Q13-nap-PG1601 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R11-asn-PN2301 |
|
| PN2301 | Change of applicant |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R14-asn-PN2301 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
St.27 status event code: A-4-4-U10-U11-oth-PR1001 Fee payment year number: 4 |
|
| R18-X000 | Changes to party contact information recorded |
St.27 status event code: A-5-5-R10-R18-oth-X000 |