JPS6019129B2 - 変圧器鉄心の鉄損改善方法 - Google Patents
変圧器鉄心の鉄損改善方法Info
- Publication number
- JPS6019129B2 JPS6019129B2 JP54160501A JP16050179A JPS6019129B2 JP S6019129 B2 JPS6019129 B2 JP S6019129B2 JP 54160501 A JP54160501 A JP 54160501A JP 16050179 A JP16050179 A JP 16050179A JP S6019129 B2 JPS6019129 B2 JP S6019129B2
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- JP
- Japan
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- iron loss
- laser beam
- core
- steel plate
- irradiated
- 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.)
- Expired
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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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2201/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the magnetic circuits
- H02K2201/06—Magnetic cores, or permanent magnets characterised by their skew
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、一方向性電磁鋼板をＣＩまたはＥＩ型に打抜
いて競層した鉄心を使用する変圧器の鉄損改善方法に関
する。
いて競層した鉄心を使用する変圧器の鉄損改善方法に関
する。
一方向性電磁鋼板を変圧器鉄心に使用するには巻鉄心構
造にするのが最もその磁気特性を効果的に使用する方法
であるが、巻鉄心は巻線作業が容易でないのでこの面か
らは通常のＣＩまたはＥＩコアが好まれる。
造にするのが最もその磁気特性を効果的に使用する方法
であるが、巻鉄心は巻線作業が容易でないのでこの面か
らは通常のＣＩまたはＥＩコアが好まれる。
しかしＣＩまたはＥＩコアでは直交する２辺であるから
一方の辺を磁化容易軸方向に選べば他の辺は磁化容易軸
方向ではなくなってしまう。これを避けるにはＣ型又は
Ｅ型部材をすべて１型部材の組合せで構成すればよいが
、この場合は多数の１型部材の突合せ部が発生し、突合
せ部には当然空隙があって大きな磁気抵抗を導入する。
２方向性の電磁鋼板もあるが、これはまだ低コストで量
産できる段階にはない。
一方の辺を磁化容易軸方向に選べば他の辺は磁化容易軸
方向ではなくなってしまう。これを避けるにはＣ型又は
Ｅ型部材をすべて１型部材の組合せで構成すればよいが
、この場合は多数の１型部材の突合せ部が発生し、突合
せ部には当然空隙があって大きな磁気抵抗を導入する。
２方向性の電磁鋼板もあるが、これはまだ低コストで量
産できる段階にはない。
そこで現状では、低コストで量産し得る一方向性電磁鋼
板を用い、適当な処理により特性を改善して巻鉄心に近
い性能を示し得るＣＬＥＩコアにする方法の開発が望ま
れる。本発明はか）る要求に応えようとするもので、パ
ルスレーザ光を用いて所望の特性を得ようとするもので
ある。
板を用い、適当な処理により特性を改善して巻鉄心に近
い性能を示し得るＣＬＥＩコアにする方法の開発が望ま
れる。本発明はか）る要求に応えようとするもので、パ
ルスレーザ光を用いて所望の特性を得ようとするもので
ある。
次に図面を参照しながらこれを詳細に説明する。周知の
ように一方向性電磁鋼板は（１１０）〔００１〕組織を
持ち、圧延方向に磁化が容易である。
ように一方向性電磁鋼板は（１１０）〔００１〕組織を
持ち、圧延方向に磁化が容易である。
か）る鋼板１０１こ対し第１図ａに示すように圧延方向
Ｆに直角にパルスレーザ光を線状、鎖線状または点線状
等の線列状に照射すると（１２は線状照射の場合におけ
るその照射部分を示す）鉄損が小になる。これは次のよ
うに説明できる。即ち一方向性電磁鋼板１０は第２図ａ
に示すように圧延方向に延びる比較的大きな磁区１４を
有する。一方向性電磁鋼板においては（１１０）〔００
１〕方位の圧延方向への集積度を高めるにつれて結晶粒
が大きくなり、また滋壁が粒界を貫通するために磁区は
大きくなり、磁区の大きさと鉄損値とは比例関係にある
ので、方向性を高めた割り合いには鉄損は小さくならな
いという矛盾した問題があるものである。これに対し、
レーザ光を圧延方向とほぼ直角な方向に照射すると、そ
の照射部分１２の両側に４・突起群１６が発生する。こ
れは走査型電子顕微鏡等で観察できる。なお図では簡単
化のため小突起は一部しか示していない。この小突起は
滋区（マグネチックドメィン）の芽であって、磁化され
るとき鋼板１０の磁区１４はこの芽から伸びる滋区１８
による細分化される。従って鉄損は小になる。小突起群
１６が生じるのは、鋼板１０‘こパルスレーザ光を照射
すると転位が発生し、磁区の芽が発生確率はこの転位の
密度に比例することに依ると考えられる。第１図ｂに示
すようにレーザ光を圧延方向に照射すると、第２図ｂに
示すようにやはり磁区の芽である小突起群１６が発生す
る。
Ｆに直角にパルスレーザ光を線状、鎖線状または点線状
等の線列状に照射すると（１２は線状照射の場合におけ
るその照射部分を示す）鉄損が小になる。これは次のよ
うに説明できる。即ち一方向性電磁鋼板１０は第２図ａ
に示すように圧延方向に延びる比較的大きな磁区１４を
有する。一方向性電磁鋼板においては（１１０）〔００
１〕方位の圧延方向への集積度を高めるにつれて結晶粒
が大きくなり、また滋壁が粒界を貫通するために磁区は
大きくなり、磁区の大きさと鉄損値とは比例関係にある
ので、方向性を高めた割り合いには鉄損は小さくならな
いという矛盾した問題があるものである。これに対し、
レーザ光を圧延方向とほぼ直角な方向に照射すると、そ
の照射部分１２の両側に４・突起群１６が発生する。こ
れは走査型電子顕微鏡等で観察できる。なお図では簡単
化のため小突起は一部しか示していない。この小突起は
滋区（マグネチックドメィン）の芽であって、磁化され
るとき鋼板１０の磁区１４はこの芽から伸びる滋区１８
による細分化される。従って鉄損は小になる。小突起群
１６が生じるのは、鋼板１０‘こパルスレーザ光を照射
すると転位が発生し、磁区の芽が発生確率はこの転位の
密度に比例することに依ると考えられる。第１図ｂに示
すようにレーザ光を圧延方向に照射すると、第２図ｂに
示すようにやはり磁区の芽である小突起群１６が発生す
る。
外部磁界日が作用するときこの芽１６より微小ドメィン
が発生し鉄損を下げるものと考えられる。具体例を挙げ
ると第１図ａの圧延方向の鉄損ＷＬ（磁束密度１．汀，
周波数５０ＨＺ）は１．００Ｗ／ｋ９となり、圧延方向
と直角方向の鉄損Ｗｃ（磁束密度１．汀，周波数５０Ｈ
Ｚ）はしーザ光照射しないものと殆んど同じである。
が発生し鉄損を下げるものと考えられる。具体例を挙げ
ると第１図ａの圧延方向の鉄損ＷＬ（磁束密度１．汀，
周波数５０ＨＺ）は１．００Ｗ／ｋ９となり、圧延方向
と直角方向の鉄損Ｗｃ（磁束密度１．汀，周波数５０Ｈ
Ｚ）はしーザ光照射しないものと殆んど同じである。
なおレーザ光照射前のＷＬは１．１０Ｗ／ｋｇ、Ｗｃは
２．８４Ｗ／ｋ９である。つまり第１図ａのレーザ光照
射で１０％のＷＬの減少が可能になる。第１図ｂの場合
はＷＬは殆んど変らず、Ｗｃは２，０４Ｗ／ｋ９となり
、約２８％と大幅なＷｃの減少が可能となった。このよ
うな効果を得るには、レーザ光照射に条件がある。
２．８４Ｗ／ｋ９である。つまり第１図ａのレーザ光照
射で１０％のＷＬの減少が可能になる。第１図ｂの場合
はＷＬは殆んど変らず、Ｗｃは２，０４Ｗ／ｋ９となり
、約２８％と大幅なＷｃの減少が可能となった。このよ
うな効果を得るには、レーザ光照射に条件がある。
先ずレーザ光照射部分１２の幅ｄとピッチーであるが、
第１図ａ，ｂの場合ともｄ＝０．０１〜１側、１＝１〜
３仇蚊、レーザパルスの時間幅はｌｎＳ〜１０仇ｈＳ、
ェネルギ密度Ｐは０．０１〜１０００Ｊ／のが好ましい
。なおパルスレーザ光を照射する場合、照射部分が鎖線
状あるいは点線状に配列されるときには第１図ａにおい
てはＬ方向直径ｄ＝０．０１〜１肌、照射点Ｃ方向間隔
ａは３側以下、好ましくは１柳以下がよい。また第１図
ｂにおいてはＣ方向直径ｄ；０．０１〜１肌、照射点Ｌ
方向間隔ａは３側以下、好ましくは１側以下にすること
がよい。また使用レーザは衝撃を与えるのが目的である
からパルスレーザが最もよい。連続レーザは照射ェネル
ギの一部が熱拡散によって面内に拡がり若千ェネルギ損
失を生じるためにパルスレーザより効率は悪くなる。第
１図ａ，ｂ共レーザ照射部分１２の向きはそれぞれ正確
に圧延方向に直角および平行に整列していなくても、そ
れよりも±３００程度の範囲でずれる分には効果に格別
の差はない。そこで本発明ではＥＩまたはＣＩコァを構
成する各鋼板素子に対して第３図に示す如きレーザ光照
射を行なう。
第１図ａ，ｂの場合ともｄ＝０．０１〜１側、１＝１〜
３仇蚊、レーザパルスの時間幅はｌｎＳ〜１０仇ｈＳ、
ェネルギ密度Ｐは０．０１〜１０００Ｊ／のが好ましい
。なおパルスレーザ光を照射する場合、照射部分が鎖線
状あるいは点線状に配列されるときには第１図ａにおい
てはＬ方向直径ｄ＝０．０１〜１肌、照射点Ｃ方向間隔
ａは３側以下、好ましくは１柳以下がよい。また第１図
ｂにおいてはＣ方向直径ｄ；０．０１〜１肌、照射点Ｌ
方向間隔ａは３側以下、好ましくは１側以下にすること
がよい。また使用レーザは衝撃を与えるのが目的である
からパルスレーザが最もよい。連続レーザは照射ェネル
ギの一部が熱拡散によって面内に拡がり若千ェネルギ損
失を生じるためにパルスレーザより効率は悪くなる。第
１図ａ，ｂ共レーザ照射部分１２の向きはそれぞれ正確
に圧延方向に直角および平行に整列していなくても、そ
れよりも±３００程度の範囲でずれる分には効果に格別
の差はない。そこで本発明ではＥＩまたはＣＩコァを構
成する各鋼板素子に対して第３図に示す如きレーザ光照
射を行なう。
１型鋼板素子２川ま一方向性電磁鋼板の圧延方向にその
長手方向を合せて切出し、レーザ光照射部分１２は１型
鋼板素子２０の幅方向にとる。レーザ光照射部分１２を
作るにはパルスレーザ光を逐次偏向するつまり走査して
もよく、またはスリットなどで制限して部分１２に一致
する細帯状のパルスレーザ光を照射してもよい。この後
者のパターン照射の場合は更に複数個のレーザ光照射部
分１２を同時に投射するようにしてもよい。磁束必ま点
線で示す向きに通るからこの様にすれば第１図ａで説明
した理由によって鉄損が４・になる。Ｅ型鋼板素子２２
はその３脚部２２ａの長手方向を圧延方向にとり、継鉄
部２２ｂの長手方向をそれと直交方向にとり（この逆も
考えられる）、レーザ光照射区域１２は３脚部２２ａお
よび雛鉄部２２ｂ共に幅方向にとる。このようにすれば
、３脚部２２ａでは第１図ａで説明した理由により、ま
た継鉄部２２ｂでは第１図ｂで説明した理由により、共
に鉄損が小になる。第３図ｂに示すＣ型コア２４に対し
ても同機である。角部２２ｃ，２２ｄは簡単にはしーザ
光照射しない。コア全体に対する角部の割合は小さいか
ら、これでも充分鉄損減少の実効を上げることができる
。あるいはこの角部２２ｃ，２２ｄは第３図ｃに示すよ
うに脚部および継鉄部のレーザ光照射を、対角線２６で
２分されるこの角度へそのまま延長させて行なってもよ
い。Ｅ型コアのＴ型部２２ｅは、この部分の磁束はこの
ＥＩコアを３相変圧器の鉄心に使用する場合はａ→ｂ，
ｂ→ｃ’Ｃ→ａおよびこれらの逆の６方向へ通ることに
なり、従ってこの部分は本来無方向性であるのが好まし
いが、一方向性電磁鋼板を使用する場合は第３図ａのよ
うにレーザ光照射しないか、または第３図ｄのように継
鉄部のし−ザ光照射をそのままＴ宇部へも行ないかつ中
央脚に対するレーザ光照射をそのままＴ字部内へ若千延
長させる。以上説明したように本発明によればパルスレ
ーザ光照射という簡単な手段により一方向性電磁鋼板使
用のＣＩ，ＥＩコアの鉄損を減少させることができる。
長手方向を合せて切出し、レーザ光照射部分１２は１型
鋼板素子２０の幅方向にとる。レーザ光照射部分１２を
作るにはパルスレーザ光を逐次偏向するつまり走査して
もよく、またはスリットなどで制限して部分１２に一致
する細帯状のパルスレーザ光を照射してもよい。この後
者のパターン照射の場合は更に複数個のレーザ光照射部
分１２を同時に投射するようにしてもよい。磁束必ま点
線で示す向きに通るからこの様にすれば第１図ａで説明
した理由によって鉄損が４・になる。Ｅ型鋼板素子２２
はその３脚部２２ａの長手方向を圧延方向にとり、継鉄
部２２ｂの長手方向をそれと直交方向にとり（この逆も
考えられる）、レーザ光照射区域１２は３脚部２２ａお
よび雛鉄部２２ｂ共に幅方向にとる。このようにすれば
、３脚部２２ａでは第１図ａで説明した理由により、ま
た継鉄部２２ｂでは第１図ｂで説明した理由により、共
に鉄損が小になる。第３図ｂに示すＣ型コア２４に対し
ても同機である。角部２２ｃ，２２ｄは簡単にはしーザ
光照射しない。コア全体に対する角部の割合は小さいか
ら、これでも充分鉄損減少の実効を上げることができる
。あるいはこの角部２２ｃ，２２ｄは第３図ｃに示すよ
うに脚部および継鉄部のレーザ光照射を、対角線２６で
２分されるこの角度へそのまま延長させて行なってもよ
い。Ｅ型コアのＴ型部２２ｅは、この部分の磁束はこの
ＥＩコアを３相変圧器の鉄心に使用する場合はａ→ｂ，
ｂ→ｃ’Ｃ→ａおよびこれらの逆の６方向へ通ることに
なり、従ってこの部分は本来無方向性であるのが好まし
いが、一方向性電磁鋼板を使用する場合は第３図ａのよ
うにレーザ光照射しないか、または第３図ｄのように継
鉄部のし−ザ光照射をそのままＴ宇部へも行ないかつ中
央脚に対するレーザ光照射をそのままＴ字部内へ若千延
長させる。以上説明したように本発明によればパルスレ
ーザ光照射という簡単な手段により一方向性電磁鋼板使
用のＣＩ，ＥＩコアの鉄損を減少させることができる。
周知のように鉄損は変圧器の稼動中常時発生するもので
あり、この僅かな減少でも当該変圧器の全寿命中の電力
節減は極めて大きく、従って本発明は省エネルギの観点
からも極めて有効である。
あり、この僅かな減少でも当該変圧器の全寿命中の電力
節減は極めて大きく、従って本発明は省エネルギの観点
からも極めて有効である。
第１図ａ，ｂはしーザ光照射要領を説明する図、第２図
ａ，ｂは鉄損改善理由の説明図、第３図ａ〜ｂは本発明
のＥＩおよびＣＩコア素子へのレーザ光照射要領を説明
する図である。 図面で２０はＣＩまたはＥＩ鉄心の１型鉄心素子、２２
はＥ型鉄心素子、２４はＣ型鉄心素子、１２はしーザ光
照射部分である。 第１図 第２図 第３図
ａ，ｂは鉄損改善理由の説明図、第３図ａ〜ｂは本発明
のＥＩおよびＣＩコア素子へのレーザ光照射要領を説明
する図である。 図面で２０はＣＩまたはＥＩ鉄心の１型鉄心素子、２２
はＥ型鉄心素子、２４はＣ型鉄心素子、１２はしーザ光
照射部分である。 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- １ 変圧器のＣＩ型またはＥＩ型鉄心の該Ｉ型鉄心は一
方向性電磁鋼板の圧延方向にその長手方向を合せて該鋼
板より切取り、Ｅ型またＣ型鉄心はその脚部の長手方向
を圧延方向に合せて該鋼板より切取り、そのまゝ、ある
いは歪除去焼鈍後該Ｉ型鋼板素子およびＥ，Ｃ型鋼板素
子に対して、そのほゞ、幅方向に所定幅のレーザ光照射
部分が延びかつ該部分が該幅方向と直角な方向に所定ピ
ツチで配列されるようにパルスレーザ光を照射すること
を特徴とした変圧器の鉄損改善方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54160501A JPS6019129B2 (ja) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | 変圧器鉄心の鉄損改善方法 |
| GB8033178A GB2062972B (en) | 1979-10-19 | 1980-10-15 | Iron core for electrical machinery and apparatus and well as method for producing the iron core |
| FR8022231A FR2468191A1 (fr) | 1979-10-19 | 1980-10-17 | Noyau de fer pour machines et appareillage electriques, et procede pour fabriquer ce noyau |
| DE3039544A DE3039544C2 (de) | 1979-10-19 | 1980-10-20 | Eisenkern für elektrische Anlagen sowie Verfahren zu dessen Herstellung |
| US06/615,871 US4613842A (en) | 1979-10-19 | 1984-05-31 | Iron core for electrical machinery and apparatus as well as method for producing the iron core |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54160501A JPS6019129B2 (ja) | 1979-12-11 | 1979-12-11 | 変圧器鉄心の鉄損改善方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5683012A JPS5683012A (en) | 1981-07-07 |
| JPS6019129B2 true JPS6019129B2 (ja) | 1985-05-14 |
Family
ID=15716296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54160501A Expired JPS6019129B2 (ja) | 1979-10-19 | 1979-12-11 | 変圧器鉄心の鉄損改善方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6019129B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1263160A (en) * | 1984-06-15 | 1989-11-21 | Gary C. Rauch | Nonuniform laser scribing techniques and resulting products |
| JPS61248507A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Nippon Steel Corp | 非晶質合金積み鉄心の磁性改善方法 |
| RU2440426C1 (ru) | 2007-12-12 | 2012-01-20 | Ниппон Стил Корпорейшн | Способ получения листа электромагнитной стали с ориентированными зернами, у которого магнитные домены контролируются посредством приложения лазерного луча |
| JP5533133B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-06-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板の切断装置および切断方法 |
| CN104795211B (zh) * | 2015-04-10 | 2017-05-31 | 海鸿电气有限公司 | 一种空心式立体卷铁心及其制作工艺 |
| JP7375728B2 (ja) * | 2020-10-26 | 2023-11-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 積鉄心形変圧器用鉄心部材の製造方法と製造装置 |
-
1979
- 1979-12-11 JP JP54160501A patent/JPS6019129B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5683012A (en) | 1981-07-07 |
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