电磁设备的制作方法

本发明涉及一种电磁设备，特别是涉及一种具备支承构造的电磁设备。

背景技术：

到目前为止，公开有一种将具有芯和线圈的电抗器安装于安装台部而成的电抗器装置(例如，日本特开2006－351675号公报)。日本特开2006－351675号公报所记载的电抗器安装于壳体的支承台部。芯包括成对的芯分割体，该成对的芯分割体隔着由空气层构成的间隙相对配置，在支承台部设有用于对各芯分割体分别进行定位设置的定位凹槽部。

技术实现要素：

发明要解决的问题

在以往的电抗器中，在芯分割体的重量较大的情况下，可能导致芯分割体朝向安装台部陷入。在该情况下，存在成对的芯分割体之间的间隙的大小变化而铁损的大小产生变动的问题。

用于解决问题的方案

本公开的一实施例涉及一种电磁设备，该电磁设备具备：外周部铁芯；至少三个柱部铁芯，其在周向上空开间隔地排列配置于外周部铁芯的内表面侧；线圈，其分别卷绕于至少三个柱部铁芯，至少三个柱部铁芯均以如下方式配置：其在线圈的卷绕轴线的方向上的一侧的端部以悬臂方式支承于外周部铁芯且与该外周部铁芯磁耦合，并且，其在卷绕轴线的方向上的另一侧的端部与至少三个柱部铁芯中的其他柱部铁芯的另一侧的端部磁耦合，该电磁设备包括：基座，其具备用于收纳线圈的一部分的开口部，并在距离设置面预定的高度的位置保持外周部铁芯；以及支承构造，其与至少三个柱部铁芯的另一侧的端部接触配置，并在距离设置面预定的高度处支承至少三个柱部铁芯。

发明的效果

根据本公开的一实施例所涉及的电磁设备，由于防止芯中央部的陷入，并在芯接合面不形成间隙，因此能够抑制铁损。

附图说明

图1是实施例1所涉及的电磁设备的立体图。

图2是用于说明实施例1所涉及的电磁设备的组装工序的立体图。

图3是实施例1所涉及的电磁设备的外周部铁芯和柱部铁芯的俯视图。

图4是实施例1所涉及的电磁设备的侧视图。

图5是实施例1所涉及的电磁设备的俯视图。

图6是实施例1的另一例子所涉及的电磁设备的俯视图。

图7是实施例1的变形例所涉及的电磁设备的立体图。

图8是用于说明实施例1的变形例所涉及的电磁设备的组装工序的立体图。

图9是实施例1的变形例所涉及的电磁设备的侧视图。

图10是实施例2所涉及的电磁设备的立体图。

图11是实施例2所涉及的电磁设备的俯视图。

图12是实施例2所涉及的电磁设备的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明所涉及的电磁设备进行说明。然而，本发明的技术范围并不限定于这些实施方式，还请留意涉及技术方案的范围所记载的发明及其等同物的方面。在以下的附图中，对同样的构件标注同样的附图标记。为了易于理解，这些附图适当变更了比例尺。

首先，对实施例1所涉及的电磁设备进行说明。在以下的说明中，作为电磁设备，以三相变压器等变压器为例进行说明。图1中示出实施例1所涉及的电磁设备的立体图。图2中示出用于说明实施例1所涉及的电磁设备的组装工序的立体图。图3中示出实施例1所涉及的电磁设备的外周部铁芯和柱部铁芯的俯视图。图4中示出实施例1所涉及的电磁设备的侧视图。

三相变压器101具有外周部铁芯1、至少三个柱部铁芯21、22、23、线圈31、32、33、基座4以及支承构造5。

外周部铁芯1可以由多个外周部铁芯部分11、12、13构成。如图1～图3所示，外周部铁芯1可以由三个外周部铁芯部分11、12、13构成。图1和图2中示出了将外周部铁芯1的外形的形状设为六边形的例子，但也可以为圆形等、其他的形状。

至少三个柱部铁芯21、22、23在周向上空开间隔地排列于外周部铁芯1的内表面侧。外周部铁芯1和柱部铁芯21、22、23既可以通过层叠多个铁板、多个碳钢板、或多个电磁钢板而构成，也可以由铁氧体或者压粉铁芯等磁性材料形成。

线圈31、32、33分别卷绕于至少三个柱部铁芯21、22、23。线圈31、32、33可以包含初级线圈和次级线圈中的至少一者。线圈能够使用由含有铜、铝、镁等的导电性材料形成的扁线、圆线等导体。

至少三个柱部铁芯21、22、23在各自的线圈31、32、33的卷绕轴线l1、l2、l3的方向上的一侧的端部21a、22a、23a以悬臂方式支承于外周部铁芯1，并且与外周部铁芯1磁耦合。在此，卷绕轴线为卷绕线圈时的中心轴线。在本实施例中，由于绕柱部铁芯21、22、23卷绕线圈31、32、33，因此，线圈31、32、33的卷绕轴线l1、l2、l3与柱部铁芯21、22、23的中心轴线一致。在图3所示的例子中，示出了三个柱部铁芯21、22、23分别与构成外周部铁芯1的三个外周部铁芯部分11、12、13一体化的例子。通过使三个外周部铁芯部分11、12、13分别与三个柱部铁芯21、22、23一体化，能够简化三相变压器101的组装工序。然而，并不限定于这样的例子，还可以分体地形成柱部铁芯21、22、23和外周部铁芯部分11、12、13。

在外周部铁芯1设有用于供将外周部铁芯1固定于基座4的螺栓等贯通的通孔81、82、83。例如，如图3所示，可以在构成外周部铁芯1的外周部铁芯部分11与外周部铁芯部分12之间形成通孔81，在外周部铁芯部分12与外周部铁芯部分13之间形成通孔82，在外周部铁芯部分13与外周部铁芯部分11之间形成通孔83。

此外，至少三个柱部铁芯21、22、23均以其在线圈的卷绕轴线(例如，l1)的方向上的另一侧的端部(例如，21b)与至少三个柱部铁芯21、22、23中的其他柱部铁芯22、23的另一侧的端部22b、23b磁耦合的方式配置。

三个柱部铁芯21、22、23具有同样的尺寸和形状，并在绕外周部铁芯1的中心p的周向上等间隔配置于外周部铁芯1的内侧。在该情况下，三个线圈31、32、33的卷绕轴线l1、l2、l3以相邻的两个卷绕轴线l1和l2、l2和l3、l3和l1呈120°的角度的方式在中心p相交。而且，沿着卷绕轴线l1、l2、l3延伸的三个柱部铁芯21、22、23各自的靠中心p侧的顶端部成为朝向中心p收敛的形状，顶端部形成大约120°的角度。

基座4包括用于收纳线圈31、32、33的一部分的开口部44。此外，基座4在距离设置面9预定的高度d1的位置保持外周部铁芯1。优选设为在基座4保持了外周部铁芯1的状态下线圈31、32、33不与设置面9接触。

基座4为与外周部铁芯1分体的箱状的构件。基座4能够利用紧固件(未图示)固定于设置面9。

图5中示出实施例1所涉及的电磁设备的俯视图。在基座4的配置于彼此相对的位置的两个边45、46附近设有用于供紧固件的轴穿过的多个缺口部。在边45附近设有缺口部41a、41b、42a、42b。缺口部41a的切除部分和缺口部41b的切除部分沿着与边45平行的方向延伸。另外，缺口部42a的切除部分和缺口部42b的切除部分沿着与边45正交的方向延伸。同样，在边46附近设有缺口部41c、41d、42c、42d。缺口部41c的切除部分和缺口部41d的切除部分沿着与边46平行的方向延伸。另外，缺口部42c的切除部分和缺口部42d的切除部分沿着与边46正交的方向延伸。

缺口部41a～41d、42a～42d还能够在将基座4临时固定于设置面9时使用。例如，对在沿着铅垂方向竖立的设置面9设置作为电磁设备的三相变压器101的情况进行说明。能够在设置面9预先设置紧固件，并在使基座4的边45位于下方的状态下使紧固件穿过缺口部42a、42b而将基座4临时固定于设置面9。另外，例如，能够在设置面9预先设置紧固件，并在使基座4的与边45正交的边位于下方的状态下使紧固件穿过缺口部41b、41c而将基座4临时固定于设置面9。这样，无论基座4的朝向如何都能够将基座4临时固定于沿着铅垂方向竖立的设置面9，因此，能够削减基座的安装工时。

支承构造5与三个柱部铁芯21、22、23的另一侧的端部21b、22b、23b接触配置，并在距离设置面9预定的高度d2的位置支承至少三个柱部铁芯21、22、23。优选基座4将外周部铁芯1所保持为的距离设置面9的预定的高度与支承构造5将至少三个柱部铁芯21、22、23所支承为的距离设置面9的预定的高度相等。即，基座4在距离设置面9预定的高度d1处对外周部铁芯1进行支承，优选将预定的高度d2设为与预定的高度d1相同(d2＝d1)。此时，优选线圈31、32、33的卷绕轴线l1、l2、l3成为与设置面9水平。由此，能够使多个外周部铁芯部分11、12、13的中心轴线与设置面9水平，由于防止相当于芯中央部的三个柱部铁芯21、22、23的陷入，并在外周部铁芯部分11、12、13彼此之间的接合面不形成间隙，因此，能够抑制铁损。

基座4和支承构造5能够使用不锈钢、铝、黄铜等非磁性材料、碳材料来形成。

如图2所示，通过将外周部铁芯1载置于基座4，在外周部铁芯1配置盖6，并将它们利用螺栓71、72、73紧固，能够将外周部铁芯1固定于基座4。在盖6设有开口部61，能够避免线圈31、32、33与盖6之间的接触。

在基座4和盖6上，在与设于外周部铁芯部分11、12、13的通孔81、82、83相对应的位置设有孔，能够供螺栓71、72、73贯通。

图6中示出作为实施例1的另一例子所涉及的电磁设备的三相变压器101a的俯视图。支承构造51配置于三个柱部铁芯21、22、23的另一侧的端部21b、22b、23b附近与设置面9之间，在距离设置面9预定的高度d2的位置支承至少三个柱部铁芯21、22、23的一部分。如上所述，基座4在距离设置面9预定的高度d1处对外周部铁芯1进行支承，将预定的高度d2设为与预定的高度d1相同(d2＝d1)。此时，优选线圈31、32、33的卷绕轴线(未图示)成为与设置面9水平。由此，能够使多个外周部铁芯部分的中心轴线与设置面9水平，由于防止相当于芯中央部的三个柱部铁芯的陷入，并在外周部铁芯部分11、12、13彼此之间的接合面不形成间隙，因此，能够抑制铁损。图6中示出了支承构造51呈三棱柱形状的例子。然而，并不限定于这样的例子，还可以是四棱柱形状等多棱柱形状。

接着，对实施例1的变形例所涉及的电磁设备进行说明。图7中示出实施例1的变形例所涉及的电磁设备的立体图。图8中示出用于说明实施例1的变形例所涉及的电磁设备的组装工序的立体图。图9中示出从图7的箭头的方向观察的实施例1的变形例所涉及的电磁设备的侧视图。

在作为实施例1的变形例所涉及的电磁设备的三相变压器101b中，在基座40设有底面部43，在底面部43上设有支承构造52。支承构造52在距离设置面9预定的高度d2的位置支承至少三个柱部铁芯的一部分。基座40在距离设置面9预定的高度d1处对外周部铁芯1进行支承，将预定的高度d2设为与预定的高度d1相同(d2＝d1)。此时，优选线圈31、32、33的卷绕轴线(未图示)成为与设置面9水平。由此，能够使多个外周部铁芯部分的中心轴线与设置面9水平，由于防止相当于芯中央部的三个柱部铁芯的陷入，并在外周部铁芯部分11、12、13彼此之间的接合面不形成间隙，因此，能够抑制铁损。图8中示出支承构造52呈圆柱状的例子。然而，并不限定于这样的例子，还可以是三棱柱形状、四棱柱形状等多棱柱形状。支承构造52可以与基座40形成为一体。通过设为这样的结构，能够容易地进行支承构造与柱部铁芯之间的位置对准。

接着，对实施例2所涉及的电磁设备进行说明。图10中示出实施例2所涉及的电磁设备的立体图。图11中示出实施例2所涉及的电磁设备的俯视图。图12中示出从图10的箭头的方向观察的实施例2所涉及的电磁设备的侧视图。作为实施例2所涉及的电磁设备的单相变压器102与作为实施例1所涉及的电磁设备的三相变压器101的不同的方面在于：至少三个柱部铁芯201、202、203、204的个数为4以上的偶数。实施例2所涉及的电磁设备的其他结构与实施例1所涉及的电磁设备中的结构同样，因此省略详细的说明。

在图10～图12所示的例子中，示出了外周部铁芯部分、柱部铁芯、线圈的数量分别为四个的情况，但并不限定于这样的例子。外周部铁芯10由四个外周部铁芯部分111(未图示)、112、113、114构成。

四个柱部铁芯201、202、203、204在周向上空开间隔地排列于外周部铁芯10的内表面侧。

线圈301、302、303、304分别卷绕于四个柱部铁芯201、202、203、204。

四个柱部铁芯201、202、203、204在各自的线圈301、302、303、304的卷绕轴线l11、l12、l13、l14的方向上的一侧的端部与多个外周部铁芯部分111、112、113、114磁耦合。

而且，四个柱部铁芯201、202、203、204在卷绕轴线l11、l12、l13、l14的方向上的另一侧的端部201b、202b、203b、204b以与四个柱部铁芯201、202、203、204中的其他柱部铁芯的另一侧的端部磁耦合的方式配置。

四个柱部铁芯201、202、203、204具有同样的尺寸和形状，并在绕外周部铁芯10的中心q的周向上等间隔配置于外周部铁芯10的内侧。在该情况下，四个线圈301、302、303、304的卷绕轴线l11、l12、l13、l14以相邻的两个卷绕轴线l11和l12、l12和l13、l13和l14、l14和l11呈90°的角度的方式在中心q相交。另外，沿着卷绕轴线l11、l12、l13、l14延伸的四个柱部铁芯201、202、203、204各自的靠中心q侧的顶端部成为朝向中心q收敛的形状，顶端部形成大约90°的角度。

基座400包括用于收纳线圈301、302、303、304的一部分的开口部(未图示)。基座400在距离设置面9预定的高度d1的位置保持外周部铁芯1。优选设为在基座400保持了外周部铁芯1的状态下线圈301、302、303、304不与设置面9接触。

如图10所示，通过将外周部铁芯10载置于基座400，在外周部铁芯10配置盖60，并将它们利用螺栓701、702、703、704紧固，能够将外周部铁芯10固定于基座400。在盖60设有开口部，能够避免线圈301、302、303、304与盖60之间的接触。

支承构造53配置于另一侧的端部201b、202b、203b、204b附近与设置面9之间，并在距离设置面9预定的高度d2的位置支承四个柱部铁芯201、202、203、204的一部分。

在图11和图12所示的例子中，作为支承构造53的例子，示出了四棱柱形状的支承构造，然而，并不限定于这样的例子，还可以是圆柱、三棱柱、或者除四棱柱以外的多棱柱形状。

支承构造53在距离设置面9预定的高度d2处支承四个柱部铁芯201、202、203、204，基座400在距离设置面9预定的高度d1处支承四个外周部铁芯部分111、112、113、114，将预定的高度d2设为与预定的高度d1相同(d2＝d1)。此时，优选线圈301、302、303、304的卷绕轴线l11、l12、l13、l14成为与设置面9水平。由此，能够使四个外周部铁芯部分111、112、113、114的中心轴线与设置面9水平，由于防止相当于芯中央部的四个柱部铁芯201、202、203、204的陷入，并在外周部铁芯部分111、112、113、114彼此之间的接合面不形成间隙，因此能够抑制铁损。

在以上的说明中，对使用变压器作为电磁设备的例子进行了说明，但也能够应用于电抗器。