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JPH0362007B2 - - Google Patents
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JPH0362007B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0362007B2
JPH0362007B2 JP60128418A JP12841885A JPH0362007B2 JP H0362007 B2 JPH0362007 B2 JP H0362007B2 JP 60128418 A JP60128418 A JP 60128418A JP 12841885 A JP12841885 A JP 12841885A JP H0362007 B2 JPH0362007 B2 JP H0362007B2
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JP
Japan
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core
permeability
steel
iron loss
loss
Prior art date
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Application number
JP60128418A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6112008A (en
Inventor
Kuraaku Roochi Gyarii
Furanshisu Kurausu Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS6112008A publication Critical patent/JPS6112008A/en
Publication of JPH0362007B2 publication Critical patent/JPH0362007B2/ja
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  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、方向性けい素鋼からなる電気誘導装
置に関するものである。 電力および送配電用トランスのユーザにより指
定される損失評価レベルは現在高いので電力およ
び送配電トランスの無負荷時の損失すなわちコア
損失を低くすることは、極めて重要になりつつあ
る。このため電力および送配電トランスのコア損
失を低減するための努力がなされている。 過去において、電気用鋼メーカーは、電気用鋼
の鉄損を低減するため方向性の程度を大きくする
ことにより鋼の透磁率を増加した。これら努力の
結果、(1)AISI M−3〜M−8までのような規則
的方向性けい素鋼および(2)規則的方向性けい素鋼
よりも透磁率が大きく、鉄損も少ない高透磁率方
向性けい素鋼が開発された。 方向性鋼の主要面に絶縁性応力コーテイングを
使用することにより更に鉄損WIが改善され、こ
れら材料の磁区の寸法を小さくするため横方向
(すなわち圧延方向に対して横方向)にスクライ
ブ(スクラツチ)することにより絶縁状態にコー
テイングされた方向性鋼について更に改善がなさ
れた。 しかしながら業務用トランスコアにおける測定
されたコア損失WC(鉄のワツト/ポンド(又はワ
ツト/Kg))は、コアを構成する電気用鋼の測定
された鉄損値WI(鉄のワツト/ポンド)よりも大
幅に高いことが当業界で経験されている。従つ
て、方向性電気用鋼における上記の各種改善によ
る鉄損低減は、これら材料を使用する業務用トラ
ンスにおけるコア損失の等価的低減として完全に
は実現されていない。 トランスコアにおける各種平行磁気通路間のリ
ラクタンスの変化は、これら通路間において磁束
密度の大きな変化を生じさせる。リラクタンスの
変化はコアの幾何学的形状(通路長さ、横断面)、
空〓、およびコア鋼自体の透磁率の変化によつて
生じ得る。この結果磁束密度が不均一であると、
損失が大きくなる。しかしながら、不均一な分布
を適当に制御すれば、2つの異なる鋼から成るコ
アの損失は予想より小さくできる。このような現
象を利用するためこれまで種々の組合された鋼コ
ア案が提案されている。例えば、米国特許第
4205288号は、規則型方向性けい素鋼と高透磁率
方向性けい素鋼を組合わせている。本明細書で
は、米国特許第4205288号の明細書を参照する。 更に三相スタツク式トランスコアのTジヨイン
ト部におけるコア損失を低下する方法として圧延
方向に平行にレーザスクライブすることが開示さ
れている(仏特許出願第8022231号、1981年4月
30日に公衆閲覧された公告第2468191号を参照の
こと)。 本発明者達は、単一トランスコア積層体又は同
一電気鋼の積層体の間における磁気特性を変える
よう2つ以上の態様で横方向にスクライブした方
向性電気鋼をトランス内で組合わせれば改良され
たトランスおよびトランス用コアを製造できるこ
とを発見した。 本発明の一実施態様によれば、磁束密度Bで作
動するよう設計され、強磁性コアと誘導するよう
配置された電気巻線を有するトランスが得られ
る。強磁性コアは、層状に重ねられた絶縁コーテ
イングされた方向性鋼板から構成される上記鋼板
のうち1つのグループ即ち第1部分は、容易に磁
化する方向にACピーク透磁率を大幅に低下しか
つスクライブ前の鉄損WIよりもΔWISだけ小さい
鉄損WISにするよう横方向にスクライブされて互
いに離間した複数のスクライブラインを有するも
のである。これら鋼板の第2グループ即ち第2部
分は容易に磁化する方向に実質的に従来通りの
ACピーク透磁率および鉄損W2を特徴とする。こ
の鋼板の第2グループはスクライブされていない
状態のものでもよいが、透磁率を大幅に低下する
ことなく鉄損を減少するように横方向にレーザス
クライブしたものであることが好ましい。この強
磁性コアは、コア損失WCSを有するが、この値は
指定状態の絶縁コーテイングされた方向性鋼によ
り全体を構成された同一強磁性コアのコア損失
WCよりもΔWCSだけ小さい。本発明者達は、これ
ら強磁性コアでは、レーザスクライブによるコア
損失改善量ΔWCSは、強磁性コアを構成する鋼板
の2つのグループの鉄損改善量の重み付けされた
平均値よりも大きいかこれに等しくなることを発
見した。 数式で表現すれば ΔWCSWI−〔X1WIS+X2W2〕 となる。 ここでX1は第1グループの鋼板の重量分であ
り、 X2は第2グループの鋼板の重量分であり、
ΔWCS1.1〔WI−(X1WIS+X2W2)〕であることが
好ましい。 本発明の上記およびそれ以外の特徴は、添附図
面を参照して次の詳細な説明を読めばより明らか
となろう。 本発明者は発明において横方向にレーザスクラ
イブされた方向性電気用鋼およびスクライブされ
ていないが絶縁コーテイングされた同一グレード
の方向性電気用鋼(ここで横方向にレーザスクラ
イブされた鋼は、大幅に低下されたACピーク透
磁率および当該誘動時におけるレーザスクライブ
による鉄損改善の双方を有する)を組合わせるこ
とによりトランスのコア損失を大幅に改善できる
ことを発見した。更に本発明によれば、元のAC
ピーク透磁率を実質的に維持したまま鉄損を改善
するように別の方向でレーザスクライブされた同
一グレードの絶縁コーテイングされた方向性電気
用鋼と上記横方向にレーザスクライブされた材料
を組合わせしてもよい。。 本明細書で使用する横方向レーザスクライブ法
とは、スクライブラインが鋼板の圧延方向に垂直
な方向(すなわち容易に磁化する方向)の約±
30゜の間に配列されることを意味し、更に本明細
書で使用するACピーク透磁率の大幅低下とは、
レーザスクライブ前の所定誘導時における鋼板の
本来の透磁率が約30%〜約85%の間に低下するこ
とを意味する。 本発明の例示のみを意図した次の実施例を考察
すれば、本発明の前記特徴はより明らかとなろ
う。 まずCARLITE−3をコーテイングされた
TRAN−COR Hから成る公称0.28mm(0.011イン
チ)厚の鋼板を入手した。TRAN−COR Hは、
2次再結晶の促進をAINを用いて禁止した高透
磁率方向性けい素鋼に対するオハイオ州ミドルタ
ウンのARMCO社の商標であり、CARLITE−3
は、アルミニウム−マグネシウム−フオスフエイ
ト−クロム−シリカから成る絶縁性ガラス応力塗
料に対するARMCO社の商標である。この応力
塗料は、下方のけい素鋼に張力を印加し、磁区の
細分を生じさせる。この開始材料は、3つのグル
ープすなわち制御グループと、大きな透磁率変化
を生じさせないB項の処理法(第1表参照)に従
う1つの面上をレーザスクライブした第2制御グ
ループと、大幅な透磁率低下を起こすA項の処理
法(第1表参照)に従つて一つの面をレーザスク
ライブされた第3グループに分けられた。
The present invention relates to an electrical induction device made of grain-oriented silicon steel. Since the loss rating levels specified by users of power and power transmission and distribution transformers are currently high, it is becoming extremely important to reduce the no-load loss, or core loss, of power and power transmission and distribution transformers. For this reason, efforts are being made to reduce core losses in power and power transmission and distribution transformers. In the past, electrical steel manufacturers have increased the permeability of steel by increasing the degree of directionality in order to reduce core losses in electrical steel. As a result of these efforts, we have developed (1) regularly grained silicon steels such as AISI M-3 to M-8, and (2) high-grade silicon steels with higher magnetic permeability and lower iron loss than regularly grained silicon steels. Magnetic permeability oriented silicon steel was developed. Iron loss W I is further improved by the use of insulating stress coatings on the major faces of grain-oriented steels, and by scribing transversely (i.e. transverse to the rolling direction) to reduce the domain dimensions of these materials. Further improvements have been made in grain-oriented steel coated in an insulative manner by scratching. However, the measured core loss W C (watts/pound of iron (or Watts/Kg)) in a commercial transformer core is equal to the measured core loss W I (watts/pound of iron) of the electrical steel that makes up the core. ) has been experienced in the industry. Therefore, the reduction in core loss achieved by the above-mentioned improvements in grain-oriented electrical steel has not been completely realized as an equivalent reduction in core loss in commercial transformers using these materials. Changes in reluctance between the various parallel magnetic paths in the transformer core cause large changes in magnetic flux density between these paths. Changes in reluctance are determined by core geometry (path length, cross section),
This can be caused by changes in the magnetic permeability of the core steel itself. As a result, if the magnetic flux density is non-uniform,
The loss will be large. However, with proper control of the non-uniform distribution, the losses in a core made of two different steels can be smaller than expected. To take advantage of this phenomenon, various combinations of steel core schemes have been proposed. For example, U.S. Pat.
No. 4205288 combines regular grain-oriented silicon steel and high permeability grain-oriented silicon steel. Reference is made herein to the specification of US Pat. No. 4,205,288. Furthermore, laser scribing in parallel to the rolling direction has been disclosed as a method of reducing core loss at the T-joint portion of a three-phase stack type transformer core (French Patent Application No. 8022231, April 1981).
(See Public Notice No. 2468191, which was viewed by the public on the 30th). The inventors have proposed an improvement by combining grain-oriented electrical steels laterally scribed in two or more ways in a transformer to vary the magnetic properties between a single transformer core laminate or laminates of the same electrical steel. discovered that it is possible to manufacture transformers and cores for transformers. According to one embodiment of the invention, a transformer is obtained which is designed to operate at a magnetic flux density B and has a ferromagnetic core and an electrical winding arranged inductively. The ferromagnetic core is composed of layered grain-oriented steel plates coated with an insulating coating.One group or first part of the above-mentioned steel plates has a significantly reduced A C peak magnetic permeability in the direction of easy magnetization. In addition, it has a plurality of scribe lines spaced apart from each other and scribed laterally so as to make the iron loss W IS smaller by ΔW IS than the iron loss W I before scribing. A second group or portion of these steel plates is substantially conventional in the direction of easy magnetization.
Characterized by A C peak permeability and iron loss W 2 . This second group of steel plates may be unscribed, but is preferably laterally laser scribed to reduce core losses without significantly reducing permeability. This ferromagnetic core has a core loss W CS , which is greater than the core loss of the same ferromagnetic core made entirely of grain-oriented steel with an insulating coating in the specified state.
ΔW CS is smaller than W C. The present inventors have determined that in these ferromagnetic cores, the core loss improvement amount ΔW CS by laser scribing is greater than or equal to the weighted average value of the iron loss improvement amounts of the two groups of steel plates that make up the ferromagnetic core. was found to be equal to. Expressed mathematically, it becomes ΔW CS W I − [X 1 W IS +X 2 W 2 ]. Here, X 1 is the weight of the steel plates in the first group, X 2 is the weight of the steel plates in the second group,
It is preferable that ΔW CS 1.1 [W I −(X 1 W IS +X 2 W 2 )]. These and other features of the invention will become more apparent from the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings. In the present invention, the inventors describe grain-oriented electrical steel that has been laterally laser scribed and grain-oriented electrical steel of the same grade that has not been scribed but has an insulating coating (wherein the laterally laser scribed steel is significantly We have discovered that the core loss of a transformer can be significantly improved by combining the A C peak permeability (which has been reduced to 20%) and the core loss improved by laser scribing during the induction. Further according to the invention, the original A C
Combining the above laterally laser scribed material with the same grade of grain-oriented electrical steel with an insulating coating that has been laser scribed in another direction to improve core loss while substantially maintaining peak permeability. You may. . The lateral laser scribing method used in this specification means that the scribe line is approximately ± in the direction perpendicular to the rolling direction of the steel sheet (i.e., the direction in which it is easily magnetized).
30°, and as used herein, a significant decrease in peak permeability means:
This means that the original magnetic permeability of the steel sheet at a given induction before laser scribing is reduced to between about 30% and about 85%. The above-mentioned features of the invention will become clearer on consideration of the following examples, which are intended only to illustrate the invention. First, it was coated with CARLITE-3.
A nominally 0.28 mm (0.011 inch) thick steel plate consisting of TRAN-COR H was obtained. TRAN-COR H is
CARLITE-3 is a trademark of ARMCO, Inc. of Middletown, Ohio, for high permeability grain-oriented silicon steel in which the promotion of secondary recrystallization is inhibited using AIN.
is a trademark of ARMCO Corporation for an insulating glass stress coating consisting of aluminum-magnesium-phosphite-chromium-silica. This stress paint applies tension to the underlying silicon steel, causing subdivision of the magnetic domains. This starting material is divided into three groups: a control group, a second control group laser scribed on one surface according to the B-section treatment method (see Table 1) which does not result in large permeability changes, and a second control group with significant permeability changes. A third group was divided into one surface which was laser scribed according to the treatment method in Section A (see Table 1) which caused the degradation.

【表】 *は概略値。休止時間、入射エネルギー密度およ
び入射パワー密度は、(1)ビームスポツトは
0.013cm×1.3cm(0.005″×0.5″)の矩形であること
(2)ビームパワー密度は全ビームスポツト面に
わたつて一定であると簡略化して仮定したことにも
とづく。
これらの処理に使用されたレーザは、ミシガン
州リボニアのフオトンソース社により製造された
モデルV500型CO2CWレーザであつた。Aおよび
Bグループの材料は、約0.013cm(0.005インチ)、
幅約1.3cm(0.5インチ)長さの細長い楕円形スポ
ツトに合焦されたレーザビームにより圧延方向に
対して本質的に90゜の角度にてスクライブした。
このときのスポツトの長手方向はレーザ走査方向
に整列された。発生するスクライブラインは約
0.32cm(0.125インチ)だけ離間し、塗膜の絶縁
値又は材料のスタツキングフアクタのいずれにも
悪影響しなかつた。係属中の米国特許出願第
435444号、第435822号および第435443号(すべて
1980年10月20日出願)を参照すれば同等の技術の
みならず使用するレーザスクライブ技術の広範な
能力がより明らかとなろう。これら出願は、レー
ザスクライブ用装置のみならず絶縁コーテイング
された強磁性鋼板をレーザスクライブするための
方法、その結果製造される製品について記載して
いる。米国特許出願第435444号および第435822号
の明細書も(1)透磁性を大幅に低下又は低下せずに
鉄損(すなわちコア損失)を低下しかつ(2)鉄損を
大幅に変えることなく透磁性を低下するレーザス
クライブ法を開示している。上記3つの出願のす
べての明細書を本明細書で参照する。 表はAおよびB項に従つてレーザスクライブ
することにより生じた透磁率変化%および鉄損特
性を示す。A項に従い処理された材料は、15およ
び17キロガウスすなわち最大業務用磁束密度では
鉄損(すなわち単一シートコア損失)がB項で処
理された材料と同じ程度に大きく改善されなかつ
たが、これら磁束密度におけるA項の材料は、B
項材料の元の透磁率に大きな変化がないのに透磁
率は大幅に低下した。
[Table] * is approximate value. The rest time, incident energy density, and incident power density are: (1) The beam spot is
Must be a rectangle of 0.013cm x 1.3cm (0.005″ x 0.5″)
(2) It is based on the simplified assumption that the beam power density is constant over the entire beam spot surface.
The laser used for these treatments was a model V500 CO 2 CW laser manufactured by Foton Source, Inc. of Livonia, Michigan. A and B group materials are approximately 0.013 cm (0.005 inch);
The laser beam was focused on an elongated oval spot approximately 1.3 cm (0.5 in.) wide and long, and scribed at essentially a 90° angle to the rolling direction.
The longitudinal direction of the spots at this time was aligned in the laser scanning direction. The scribe line generated is approx.
They were separated by 0.32 cm (0.125 inch) without adversely affecting either the insulation value of the coating or the stacking factor of the material. Pending U.S. Patent Application No.
No. 435444, No. 435822 and No. 435443 (all
(filed October 20, 1980) will more clearly demonstrate the extensive capabilities of laser scribing technology used as well as comparable technology. These applications describe a method for laser scribing ferromagnetic steel sheets with an insulating coating and the products produced as a result, as well as apparatus for laser scribing. The specifications of U.S. Patent Application Nos. 435,444 and 435,822 also describe (1) lowering iron loss (i.e., core loss) without significantly reducing or decreasing magnetic permeability, and (2) without significantly changing iron loss. A laser scribing method for reducing magnetic permeability is disclosed. The specifications of all three applications mentioned above are incorporated herein by reference. The table shows the % change in permeability and iron loss characteristics caused by laser scribing according to Sections A and B. Although the materials treated according to Section A did not have as much improvement in core loss (i.e., single sheet core loss) as the material treated under Section B at 15 and 17 kilogauss, or the maximum commercial flux density, these The material of the A term in the magnetic flux density is B
Although there was no significant change in the original magnetic permeability of the material, the magnetic permeability decreased significantly.

【表】 第1図に平面図を示す小型の三レツグ型三相積
層トランス用コアのエレメントを形成するため3
つのグループの各々からの材料をせん断した。各
エレメントの両端は、第1図の矢印5の示す圧延
方向(すなわち容易に磁化する方向)に対して
45゜にせん断した。トランスのコア1は、7層に
重ねて構成した。第1図では、明瞭に示すた最上
層10と最下層70(点線で示す)しか示してな
い。各層を構成する各エレメントすなわち細長い
鋼は、約7.6および14.0cm(3.0および5.5インチ)
にそれぞれ等しい寸法aおよびbを有する窓を形
成するよう充分な長さおよび7.6cm(3.0インチ)
の幅Wを有していた。第1図に示すように鋼の長
さ方向の隣接端に形成されたジヨイント部75は
圧延方向に対してすべて45゜をなし、第1図に一
仮想線で略図で示すように従来のようにトランス
のコアの各レツグのまわりに対にした1次および
2次電気巻線77,78,79が誘導自在に配置
さした。 第2図に示すように階段ラツプジヨイント形状
80を形成するように重ね合わせた強磁性層1
0,20,30,40,50,60および70内
に絶縁的にコーテイングした高透磁性方向性けい
素鋼の隣接端の間に形成されたジヨイント部75
が配置されている。階段状ラツプジヨイント形状
80とは、重ね合わされた各層に形成されたジヨ
イントが隣接する次の層内のジヨイント部の位置
から同一方向に実質的に固定された距離lだけず
れていることを意味する。このようにすると例え
ば層20内の細長いコーテイングされた鋼201
は、その直下の層30内の対応するエレメント3
0と接触し、コーテイングされていない端部30
5のエレメント303はエレメント301のコー
テイングされていない端部307に隣接する。層
20の直ぐ上の層10ではエレメント201はこ
のジヨイント形状80内の対応するエレメント1
01に接触するだけであり、本実施例で製造した
このモデルトランス用コア1ではlを約2.3mm
(0.09インチ)であると計算した。 一つの層内の絶縁状にコーテイングした方向性
電気鋼の長さ方向のコーテイングされていない隣
接端の間には、開口すなわちギヤツプ90が形成
される。ギヤツプ90の寸法すなわち距離はジヨ
イントごとおよび層ごとに変えることができる。
試験したモデルトランスではギヤツプ90は空気
を含んでいた。 他のジヨイント形状も可能であるが、コア損失
を最小にするには階段状ラツプジヨイント形状が
好ましい。 これら実施例で試験したモデルコアの形状につ
いて説明したので、各グループの材料から完全に
形成したコアについて行つた試験を結果を表に
示す。表から、15および17キロガウスでは、A
項の処理された材料(低下した透磁率)はB項の
材料(実質的に従来の透磁率)に比較して優れた
コア損失の測定値を示し、その差は15KGでは約
0.018W/Kg(0.008ワツト/ポンド)で17KGでは
約0.033W/Kg(0.015ワツト/ポンド)である。
単一シートの試験では、A項の材料はB項の材料
に比較して劣つた鉄損を有していた(表を参
照)ことを思い出すであろう。
[Table] To form the core element for a small three-leg type three-phase laminated transformer, the plan view of which is shown in Figure 1.
Material from each of the two groups was sheared. Both ends of each element are aligned with respect to the rolling direction shown by arrow 5 in Fig. 1 (i.e., the direction in which it is easily magnetized)
Sheared at 45°. The core 1 of the transformer was constructed by stacking seven layers. In FIG. 1, only the top layer 10 and bottom layer 70 (shown in dotted lines) are shown for clarity. Each element or strip of steel that makes up each layer is approximately 7.6 and 14.0 cm (3.0 and 5.5 inches)
of sufficient length and 7.6 cm (3.0 in.) to form a window with dimensions a and b, respectively, equal to
It had a width W of . As shown in FIG. 1, the joints 75 formed at adjacent longitudinal ends of the steel all form an angle of 45° with respect to the rolling direction, as shown schematically by a phantom line in FIG. Pairs of primary and secondary electric windings 77, 78, 79 are arranged around each leg of the core of the transformer so as to be freely inducible. The ferromagnetic layers 1 are stacked to form a stepped lap joint shape 80 as shown in FIG.
0, 20, 30, 40, 50, 60 and 70, joint portions 75 formed between adjacent ends of highly permeable grain-oriented silicon steel insulatively coated within
is located. The stepped lap joint configuration 80 means that the joint formed in each superimposed layer is offset by a substantially fixed distance l in the same direction from the position of the joint in the next adjacent layer. In this way, e.g. an elongated coated steel 201 in layer 20
is the corresponding element 3 in the layer 30 immediately below it
0 and uncoated end 30
5 element 303 is adjacent to the uncoated end 307 of element 301. In the layer 10 immediately above the layer 20, the element 201 is connected to the corresponding element 1 in this joint shape 80.
01, and in this model transformer core 1 manufactured in this example, l is approximately 2.3 mm.
(0.09 inch). An opening or gap 90 is formed between adjacent longitudinal uncoated ends of the insulatively coated grain-oriented electrical steel in a layer. The dimensions or distances of the gap 90 can vary from joint to joint and from layer to layer.
In the model transformer tested, gap 90 contained air. Although other joint shapes are possible, a stepped lap joint shape is preferred to minimize core loss. Having described the geometry of the model cores tested in these examples, the table provides the results of tests performed on cores formed entirely from each group of materials. From the table, for 15 and 17 kilogauss, A
The term treated material (reduced permeability) exhibits superior core loss measurements compared to the term B material (substantially conventional permeability), and the difference is approximately at 15KG.
It is 0.018W/Kg (0.008 Watts/lb) and at 17KG it is approximately 0.033W/Kg (0.015 Watts/lb).
It will be recalled that in single sheet testing, the Section A material had inferior core loss compared to the Section B material (see table).

【表】【table】

【表】 中心レツグ81をコアの他の部分、すなわち頂
部および底部ヨークおよび外側レツグの材料と異
なるグループからの積層体から構成されるように
表に示すように3つのグループの材料を組合わ
せて第1図および第2図に示すように3脚型トラ
ンスコア形状とした。表を検討すれば、B項の
材料(実質的に元のすなわち従来の透磁率)を中
心レツグ81に配置し、コアの残部をA項の材料
(低透磁率)から構成したとき、表に示された
1グループの材料から全体を構成したコアのみな
らず表に示した他の組合わせ式コアに比較して
コア損失ΔWCSは最大限改善されることが判る。 表の組合わせコアの結果を検討しても、レー
ザスクライブした材料をスクライブしていない材
料と組合わせ、スクライブしていない材料にて中
心レツグを構成し、コアの残部をスクライブした
材料で構成すると、最大のΔWCSが得られること
が判る。しかしながら予想していないことに、コ
アの残部を形成するスクライブされた材料がグル
ープAタイプ(低透磁率)であるとき、15および
17KGでのコア損失の改善率は、単一シートに重
み付けされた平均改善率ΔWIをそれぞれ1.1およ
び1.2だけ明らかに上まわる。表に示すように
コアの残部をB項のスクライブされた材料から構
成すると、約0.6〜0.7の改善率しか得られない。 表は中心レツグをスクライブされた材料から
構成し、コアの残部を非スクライブ材料で形成す
ると、ΔWCSの絶対値は比較的低いが、13および
15KGにおけるこれらコア形状に対する改善率は
比較的大きく、中心レツグを低透磁率材料で形成
したとき最大となる。 別の実施態様は、頂部および底部ヨークおよび
中心レツグを改善された鉄損および大幅に低下し
た透磁率の双方を有する横方向にスクライブされ
た積層体(例えば、A項の材料)で構成し、一方
改善された鉄損を有するが実質的に元の(予めス
クライブした)透磁率を有する横方向にスクライ
ブした(例えばB項の材料)から外側のレツグを
構成した三相用積層コアを実施する。 先の実施例は、積層体間で透磁率が異なる積層
体の組合わせに関連して本発明の実施態様のいく
つかを図示した。次の実施例は、各積層体の位置
ごとに変化する容易に磁化する方向にACピーク
透磁率を有する積層体の処理法およびその使用法
に関連して本発明を図解するのに役立つであろ
う。 我々は、レーザスクライブした方向性けい素鋼
では、鉄損改善率を比較的一定に保持しながら容
易に磁化する方向にACピーク透磁率を大レンジ
にて変化し得ることを発見した。この効果は、他
のスクライブパラメータ、例えば電力、ビーム形
状および寸法およびスクライブラインの間隔を一
定に保持したきスクライブ速度の関数として鉄損
改善率(%)およびACピーク透磁率を示す第3
図のグラフにより略図にて図解されている。例え
ば、点402と404の間では、鉄損改善率40
6は比較的一定で最大値近傍に留まる一方、透磁
率408はレーザスクライブ速度と共に低下する
ことが判る。レーザスクライブ速度をおそくする
と、レーザスクライブライン中に発生される損傷
ゾーンの幅が大きくなり、この結果透磁率が低下
することが観察される。透磁率は、他のパラメー
タを一定に保持したままビームの入射パワーを増
加しても低下できる。又透磁率は、スクライブ間
隔又はビームスポツト寸法又は幾何学的形状によ
つても変化できる。これら効果のいくつかは、表
およびおよび次の実施例に明瞭に示されてい
る。次の実施例では、すべての標本はCARLITE
−3の塗膜を有する12ミルのTRAN−CORHの
応力緩和されたエプシユタインセツトであり、連
続波CO2レーザを使用した。すべてのデータは
15KG、60Hzのものであり、パーセント変化とし
て表現してある。他に注釈がなければ、スクライ
ブラインはストリツプの両側での対応する位置に
いて0.25インチ離間していた。 実施例 1 他の条件を一定に保持したまま走査速度を変え
た。 ビーム電力:2ワツト レンズの焦点距離:2.5インチ デフオーカス:焦点位置( ) 入射ビーム寸法:(0.002インチ径) 表は各種走査速度に対する鉄損およびピーク
透磁率のパーセント変化を示す。
[Table] Materials from three groups are combined as shown in the table so that the center leg 81 is composed of laminates from different groups with the materials of the other parts of the core, namely the top and bottom yokes and the outer legs. As shown in FIGS. 1 and 2, the transformer core was shaped like a three-legged transformer. Examination of the table shows that when the B term material (substantially original or conventional permeability) is placed in the center leg 81 and the remainder of the core is constructed from the A term material (low permeability), It can be seen that the core loss ΔW CS is improved to the maximum extent compared not only to the core made entirely of one group of materials shown, but also to the other combination cores shown in the table. Considering the combined core results in the table, it is possible to combine laser scribed material with unscribed material, construct the center leg with unscribed material, and construct the remainder of the core with scribed material. , it can be seen that the maximum ΔW CS can be obtained. However, unexpectedly, when the scribed material forming the remainder of the core is of group A type (low permeability), 15 and
The core loss improvement rate at 17KG clearly exceeds the single sheet weighted average improvement rate ΔW I by 1.1 and 1.2, respectively. As shown in the table, if the remainder of the core is made of Part B scribed material, an improvement of only about 0.6 to 0.7 is obtained. The table shows that when the center leg is constructed from scribed material and the rest of the core is formed from non-scribed material, the absolute value of ΔW CS is relatively low, but 13 and
The improvements for these core geometries at 15KG are relatively large and are greatest when the center leg is made of a low permeability material. Another embodiment configures the top and bottom yokes and center legs with laterally scribed laminates (e.g., A-term materials) that have both improved core loss and significantly reduced permeability; On the other hand, implementing a three-phase laminated core in which the outer legs are constructed from laterally scribed (e.g., Section B material) with improved core losses but with substantially the original (pre-scribed) permeability. . The previous examples illustrated some of the embodiments of the invention in connection with a combination of laminates with different magnetic permeabilities between the laminates. The following examples serve to illustrate the invention in connection with the processing and use of laminates having A C peak permeability in the easily magnetized direction that varies from position to position in each laminate. Probably. We have discovered that in laser scribed grain-oriented silicon steel, the A C peak permeability can be varied over a wide range in the direction of easy magnetization while keeping the iron loss improvement rate relatively constant. This effect shows the iron loss improvement (%) and A C peak permeability as a function of scribe speed when other scribe parameters such as power, beam shape and dimensions and scribe line spacing are held constant.
This is schematically illustrated by the graph in the figure. For example, between points 402 and 404, the iron loss improvement rate is 40
It can be seen that permeability 408 decreases with laser scribe speed while 6 remains relatively constant near its maximum value. It is observed that when the laser scribe speed is slowed down, the width of the damage zone generated in the laser scribe line increases, resulting in a decrease in magnetic permeability. Magnetic permeability can also be reduced by increasing the incident power of the beam while holding other parameters constant. Permeability can also be varied by scribe spacing or beam spot size or geometry. Some of these effects are clearly demonstrated in the table and the following examples. In the following example, all specimens are CARLITE
A 12 mil TRAN-CORH stress-relieved epoxy inset with a -3 coating was used with a continuous wave CO2 laser. All data is
It is 15KG, 60Hz and is expressed as a percentage change. Unless otherwise noted, the scribe lines were in corresponding locations on each side of the strip and spaced 0.25 inches apart. Example 1 The scanning speed was varied while keeping other conditions constant. Beam Power: 2 Watts Lens Focal Length: 2.5 inches Defocus: Focus Position ( ) Input Beam Dimensions: (0.002 inch diameter) Table shows percent change in core loss and peak permeability for various scan speeds.

【表】 このシリーズでは、コア損失の改善率を一定に
した状態で大レンジにて透磁率を変化できた。実
際にこの効果を利用するには、積層体内の異なる
位置で走査速度を変えればよい。例えば、幅方向
にわたつて透磁率を変えかつ回転走査ミラーを使
用する場合、ミラーアセンブリの回転速度を変え
ずに幅方向の一部におけるビーム走査を他の部分
よりも速くするよう走査ミラーの形状を設計でき
る。 実施例 2 デフオーカス量(スポツト寸法)を変えてビー
ムスポツト径を変え、他の条件を一定にした。 ビームパワー:5ワツト レンズの焦点距離:5インチ 表は、2つのデフオーカス条件および2つの
走査速度に対する鉄損およびピーク透磁率のパー
セント変化を示す。
[Table] In this series, the magnetic permeability can be varied over a wide range while keeping the core loss improvement rate constant. In practice, this effect can be exploited by varying the scanning speed at different locations within the stack. For example, when using a rotating scan mirror with varying magnetic permeability across the width, the scan mirror can be shaped to allow the beam to scan faster in some parts of the width than in other parts without changing the rotational speed of the mirror assembly. can be designed. Example 2 The beam spot diameter was changed by changing the amount of defocus (spot size), and other conditions were kept constant. Beam Power: 5 Watt Lens Focal Length: 5 inches Table shows percent change in core loss and peak permeability for two defocus conditions and two scan speeds.

【表】 デフオーカス量を変える方法は、鋼板の幅方向
および/または鋼板長さに沿う透磁率を制御する
簡単な方法であり、透磁率を望み通り変えるには
焦点面から鋼板を傾斜させるだけで充分である 第4図には本発明に係る単相積み重ねトランス
用コア420の一実施態様が示されている。この
強磁性コアは、頂部ヨーク422、底部ヨーク4
24、および前記頂部および底部ヨークを接合す
る2つのレツグ426および428から成る部材
により形成される。これら部分の各々の接合点
は、ジヨイント領域430となつている。各部材
は重ねられた層440内の絶縁コーテイングされ
た方向性けい素鋼板から構成することが好まし
く、各部材内の重ねられた強磁性鋼板440は、
ジヨイント領域430内の隣接部材内の重ねられ
た強磁性鋼板440と合致し、好ましくは階段状
ラツプジヨイント形状を形成する。本発明のこの
実施態様では、各積層体は不均一状に横方向レー
ザスクライブしたものであることが好ましい。例
えば、第5図には、横方向レーザスクライブライ
ン450を示す積層体440の拡大平面図が示さ
れている。このスクライブライン450は、裸眼
には見えないことが好ましいが、これらラインは
容易に観察でき、当業者には公知の磁区像増感法
を使用すればその幅Aを測定できる。これらスク
ライブラインは、絶縁コーテイングされた方向性
強磁性鋼板の圧延方向に対して横方向にレーザビ
ームを繰返し走査し、幅Aを有し、圧延方向に距
離Lだけ離間したスクライブライン450を発生
することにより形成される。各走査ラインの幅A
はスクライブラインの長手方向に沿つて所定の関
係に変化する。第4図および第5図に示す実施態
様では、幅Aはコア420の窓460に隣接する
積層体440の内縁部にて最大となり、積層体の
外縁部465に達するまで各スクライブライン4
50の長手方向に沿つて連続的に減少することが
好ましい。本実施態様では、内縁部455からコ
ア420を形成する各積層体の外縁部465まで
移動する際透磁率は増加するる。例えば、内縁部
455近傍の材料の透磁率は、レーザスクライブ
前の値の約1/3〜1/2に減少できるが、外縁部46
5近傍の材料は従来通りの透磁率を有するか、先
に述べた透磁率の約2/3から約3/4まで減少した。 第6図に本発明の別の実施態様を示す。この図
には、三相トランス用コアの中心レツグジヨイン
ト領域(すなわちTジヨイント)内の積層体のう
ちの一つの層が示されている。中心レツグ積層体
601は底部ヨーク積層体603および605と
交差し、各積層体は、各積層体の長手方向に沿う
容易に磁化する方向にACピーク透磁率が変化す
るように横方向にスクライブした。この透磁率の
変化は、図示したスクライブラインの幅変化によ
つて示されている。スクライブライン607は、
Tジヨイント領域から離れたスクライブライン6
09を有する領域内の積層体601,603およ
び605内の透磁率に比してジヨイント領域内に
より低い透磁率を発生した。コアのうちの各Tジ
ヨイント内の各積層体は、第6図に示すようにス
クライブすることが好ましい。スクライブライン
607およびスクライブライン609を有する積
層体の双方の領域は改善された鉄損を有する。 当業者であれば、本明細書を検討したり、ここ
に開示された発明を実施すれば本発明の他の実施
態様が明らかになるであろう。本明細書および実
施例は、単に例示にすぎず、本発明の範囲と精神
は特許請求の範囲に表示されている。
[Table] Changing the amount of defocus is a simple method to control the magnetic permeability along the width and/or length of the steel plate.To change the permeability as desired, simply tilt the steel plate from the focal plane. SUFFICIENT FIG. 4 shows one embodiment of a core 420 for a single-phase stacked transformer according to the present invention. This ferromagnetic core has a top yoke 422, a bottom yoke 4
24, and two legs 426 and 428 joining said top and bottom yokes. The junction of each of these portions is a joint region 430. Each member is preferably comprised of grain-oriented silicon steel plates with an insulating coating in superimposed layers 440, and the superimposed ferromagnetic steel plates 440 in each member are
The overlapped ferromagnetic steel plates 440 in the adjacent member within the joint region 430 mate, preferably forming a stepped lap joint shape. In this embodiment of the invention, each laminate is preferably non-uniformly lateral laser scribed. For example, in FIG. 5, an enlarged plan view of stack 440 showing lateral laser scribe lines 450 is shown. Although the scribe lines 450 are preferably invisible to the naked eye, they can be easily observed and their widths A can be measured using magnetic domain image sensitization methods known to those skilled in the art. These scribe lines are generated by repeatedly scanning a laser beam in a direction transverse to the rolling direction of a grain-oriented ferromagnetic steel sheet coated with an insulating coating, thereby generating scribe lines 450 having a width A and spaced apart by a distance L in the rolling direction. It is formed by Width A of each scan line
changes in a predetermined relationship along the longitudinal direction of the scribe line. In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the width A is greatest at the inner edge of the laminate 440 adjacent the window 460 of the core 420 and extends across each scribe line 4 until it reaches the outer edge 465 of the laminate.
Preferably, it decreases continuously along the length of 50. In this embodiment, the permeability increases as one moves from the inner edge 455 to the outer edge 465 of each laminate forming the core 420. For example, the magnetic permeability of the material near the inner edge 455 can be reduced to about 1/3 to 1/2 of its value before laser scribing, but the permeability of the material near the outer edge 46
Materials near 5 have the same magnetic permeability as before, or have decreased from about 2/3 to about 3/4 of the previously mentioned magnetic permeability. FIG. 6 shows another embodiment of the invention. This figure shows one layer of the stack in the central leg joint region (or T-joint) of a three-phase transformer core. The center leg laminate 601 intersects the bottom yoke laminates 603 and 605, and each laminate is laterally scribed such that the AC peak permeability varies in the direction of easy magnetization along the length of each laminate. did. This change in magnetic permeability is indicated by the change in width of the scribe line shown. The scribe line 607 is
Scribe line 6 away from the T-joint area
A lower permeability was generated in the joint region compared to the permeability in the laminates 601, 603 and 605 in the region with 0.09. Each laminate in each T-joint of the core is preferably scribed as shown in FIG. Both regions of the laminate with scribe line 607 and scribe line 609 have improved core loss. Other embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art from consideration of the specification or practice of the invention disclosed herein. The specification and examples are considered to be exemplary only, with the scope and spirit of the invention being indicated by the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に係るトランスの一実施態様
の平面図、第2図はジヨイント形状の好ましい実
施態様を示す第1図のトランスコアの矢視−
に沿う部分断面図、第3図は他の走査パラメータ
を一定に保持状態における鉄損およびピーク透磁
率の改善パーセントに対するレーザスクライブ速
度の効果を示す略式グラフ、第4図は単相スタツ
ク式トランスコアの一実施例を示す斜視図、第5
図は第4図に示された強磁性コアを構成する本発
明に係る絶縁コーテイングされた方向性鋼板の一
つの一実施例を示す拡大部分平面図、第6図は本
発明に係る三相スタツク式トランスコアの中心レ
ツグジヨイント領域のまわりを示す部分平面図で
ある。 5…圧延方向、10…最上層、70…最下層、
72…窓、75…ジヨイント部、77,78,7
9…巻線。
FIG. 1 is a plan view of one embodiment of the transformer according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the transformer core in FIG. 1 showing a preferred embodiment of the joint shape.
Figure 3 is a schematic graph showing the effect of laser scribe speed on percent improvement in core loss and peak permeability with other scanning parameters held constant; Figure 4 is a partial cross-sectional view along a single-phase stacked transformer core. A perspective view showing an embodiment of the fifth embodiment.
The figure is an enlarged partial plan view showing one embodiment of the grain-oriented steel plate coated with insulation according to the present invention constituting the ferromagnetic core shown in FIG. 4, and FIG. 6 is a three-phase stack according to the present invention. FIG. 3 is a partial plan view showing the area around the central leg joint area of the transformer core. 5...Rolling direction, 10...Top layer, 70...Bottom layer,
72...Window, 75...Joint part, 77, 78, 7
9... Winding wire.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 強磁性コアと、 前記強磁性コアに対して誘導関係に配置された
電気巻線とを備え、 前記強磁性コアは、重ねた層状の絶縁コーテイ
ングされた方向性強磁性鋼板から構成され、 前記鋼板の第1部分は横方向に延びて互いに離
間した複数のスクライブラインを有するもので、
磁束密度Bにて容易に磁化する方向に大幅に低下
されたACピーク透磁率および前記磁束密度Bに
てスクライブ前の鉄損WIよりも△WIS量だけ低い
鉄損WISを特徴とし、 前記鋼板の第2部分は磁束密度Bにて容易に磁
化する方向に実質的に従来通りのACピーク透磁
率および鉄損W2を特徴とし、 前記強磁性コアは、指定状態の前記コーテイン
グされた方向性鋼から全体を構成した同一強磁性
コアのコア損失WCよりも磁束密度Bにて△WCS
だけ低いコア損失WCSを有し、 △WCSは、 △WCS≧WI−〔X1WIS+X2W2〕 (ここで、X1は前記コアを構成する前記鋼板
の前記第1部分の重量分に等しく、X2は前記コ
アを構成する前記鋼板の前記第2部分の重量分に
等しい) である磁束密度Bにて作動するようになつている
電気誘導装置。 2 前記鋼板の前記第2部分は鉄損を減少させる
ため横方向にスクライブされたものである特許請
求の範囲第1項記載の電気誘導装置。 3 前記スクライブラインの幅は、スクライブラ
インの長手方向に沿つて直線的に変化しており、
もつて透磁率をスクライブラインの長手方向に変
化させてなる特許請求の範囲第1項記載の電気誘
導装置。
[Scope of Claims] 1. A ferromagnetic core; and an electrical winding disposed in an inductive relationship with respect to the ferromagnetic core, the ferromagnetic core comprising a directional ferromagnetic wire coated with an insulating coating in superimposed layers. The first portion of the steel plate has a plurality of scribe lines extending laterally and spaced apart from each other;
It is characterized by A C peak magnetic permeability that is significantly reduced in the direction of easy magnetization at magnetic flux density B, and iron loss W IS that is lower than iron loss W I before scribing at magnetic flux density B by the amount of △W IS . , the second portion of the steel plate is characterized by a substantially conventional A C peak permeability and iron loss W 2 in a direction that is easily magnetized at a magnetic flux density B, and the ferromagnetic core is characterized by the coating in a specified state. △W CS at magnetic flux density B than the core loss W C of the same ferromagnetic core made entirely of grain-oriented steel
△W CS is △W CS ≧W I − [X 1 W IS +X 2 W 2 ] (where , X 2 is equal to the weight of the second portion of the steel plate constituting the core). 2. The electric induction device according to claim 1, wherein the second portion of the steel plate is laterally scribed in order to reduce iron loss. 3. The width of the scribe line varies linearly along the longitudinal direction of the scribe line,
The electric induction device according to claim 1, wherein the magnetic permeability is varied in the longitudinal direction of the scribe line.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020121691A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 東芝産業機器システム株式会社 Iron core for stationary induction apparatus, and stationary induction apparatus

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2332688A1 (en) 2009-12-08 2011-06-15 LCD Laser Cut AG Method for producing a magnetisable body
JP6039899B2 (en) * 2011-12-13 2016-12-07 電光工業株式会社 Reactor device
JP7427351B2 (en) * 2017-12-05 2024-02-05 日本製鉄株式会社 stacked iron core

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5484229A (en) * 1977-12-19 1979-07-05 Nippon Steel Corp Reducing method of iron loss of three phase transformer iron core
JPS6019129B2 (en) * 1979-12-11 1985-05-14 新日本製鐵株式会社 Method for improving iron loss in transformer core

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020121691A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-18 東芝産業機器システム株式会社 Iron core for stationary induction apparatus, and stationary induction apparatus
JP2020096100A (en) * 2018-12-13 2020-06-18 東芝産業機器システム株式会社 Iron core for stationary induction equipment and stationary induction equipment

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