고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법(TRANSFORMER CORE FOR PREVENTING A LOSS OF IRONMATERIAL AND METHOD OF THE SAME)
공개특허 특2003-0007329
(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(51) 。Int. Cl.7
H01F 27/25
(11) 공개번호
(43) 공개일자
특2003-0007329
2003년01월23일
(21) 출원번호 10-2002-0080322
(22) 출원일자 2002년12월16일
(71) 출원인 홍명숙
경기도 광명시 광명동 305-52 10/5
(72) 발명자 홍명숙
경기도 광명시 광명동 305-52 10/5
(74) 대리인 박영순
심사청구 : 있음
(54) 고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법
요약
본 발명은 고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 철심코어의 로스율을 최소화할 수 있도록 블랭킹 위치
를 정하며, 각 세로철심 및 가로철심이 연장되도록 함으로써 철손 및 소음의 발생을 방지할 수 있도록 한 고수율의 변압
기 코어 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어에 있어서, 코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서
코일의 수평방향으로 수평가지 양단이 각각 대칭되게 복수개의 " Ｅ" 형상이 블랭킹되는 Ｅ형 철편과; 상기 대칭되는
Ｅ형철편의 수평가지 사이의 내부에 Ｅ형의 블랭킹으로 각각 자동으로 블랭킹된 " Ｉ" 형상의 Ｉ형 철편으로 이루어져
철판 로스를 감소시키도록 하거나, 코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수직방향으로 어느 한쪽은 하
나의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되는 ㄷ형 철편을 형성하고, 다른 한쪽은 복수개의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되며, 각 " ㄷ" 형상의
수평가지중 각각 하나씩의 수평가지가 대칭되는 " ㄷ" 형 철편의 중심부에 인입되는 형태로 블랭킹되도록 구성되어 철
판 로스를 감소시키도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명을 적용하면, 철심코어의 로스율을 최소화할 수 있도록 블랭킹 위치를 정하며, 각 세로철심 및 가로철심이 연장
되도록 함으로써 철손 및 소음의 발생을 방지할 수 있게 된다. 특히 Ｉ형 철심은 Ｅ자형이나, ㄷ자형 철심을 블랭킹할
때 자동으로 블랭킹될 수 있도록 설계함으로써 철재의 로스를 최소화시킬 수 있다는 효과가 있다.
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대표도
도 2
명세서
도면의 간단한 설명
도 1a, 1b는 종래의 실시예에 따른 변압기 코어를 나타내는 분리사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(Ｅ자 형)를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(ㄷ자 형)를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(ㄷ자 형)의 수직방향 설계길이를 나타내는 도면,
도 5a, 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어의 수치를 나태는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20, 20':Ｅ자형 철편, 20a:체결공,
21:코일, 22:수평가지,
30:Ｉ자형 철편, 40,40':ㄷ자형 철편,
50:로스부, 60:Ｉ자형 철편.
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 철심코어의 로스율을 최소화할 수 있도
록 블랭킹 위치를 정하며, 각 세로철심 및 가로철심이 연장되도록 함으로써 철손 및 소음의 발생을 방지할 수 있도록 한
고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 소형의 트랜스포머(Transformer)에 인입되는 철심 코어는 " Ｅ" 또는 " ㄷ" 와 " Ｉ" 형상의 박판을
조합하고 그 사이에 두 부분으로 전기 동선을 감고 이 두 부분에서 어느 한쪽은 인풋 전원이 연결되며, 다른 한쪽은 아
웃풋 전원이 연결되도록 하여 인풋 전원의 자계 변화가 아웃풋 전원의 코일을 유기화할 수 있도록 함으로써 전압이 변
화될 수 있도록 구성되어져 있다.
그러나, 이러한 변압기 철심코어(2, 12)는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 세로철편(4, 14) 및 가로철편(6, 16)
을 프레스에 의해 한 개씩 낱개로 블랭킹(Blanking)하여 볼트(8) 및 너트(10) 등으로 조립해야하기 때문에 작업의 자
동화가 어려울 뿐만 아니라, 철재의 로스율이 매우 높다는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 철편 조립방식은 비투자율과 자기 저항율이 매우 크고, 자속이 연속되지 않아 자속 손실이 크며,
특히 무부하 상태에서 이같은 현상이 심하고, 발생되는 소음도 크다는 문제가 있었다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
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공개특허 특2003-0007329
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 철심코어의 로스율을 최소화할 수 있도록 블랭킹 위
치를 정하며, 각 세로철심 및 가로철심이 연장되도록 함으로써 철손 및 소음의 발생을 방지할 수 있도록 한 고수율의 변
압기 코어 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
발명의 구성 및 작용
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어
에 있어서, 코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수평방향으로 수평가지 양단이 각각 대칭되게 복수개
의 " Ｅ" 형상이 블랭킹되는 Ｅ형 철편과; 상기 대칭되는 Ｅ형철편의 수평가지 사이의 내부에 Ｅ형의 블랭킹으로 각각
자동으로 블랭킹된 " Ｉ" 형상의 Ｉ형 철편으로 이루어져 철판 로스를 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 고수율의
변압기 코어가 제공된다.
한편, 본 발명은 철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어의 제조방법에 있어서, 코일의 일정 길이 및 폭을 갖
는 사각 영역에서 코일의 수평방향으로 양단이 대칭되게 복수개의 " Ｅ" 형상을 블랭킹하는 과정과; 상기 대칭되는 Ｅ
형철편의 중앙부에서 각각 자동으로 블랭킹된 복수개의 " Ｉ" 형상을 획득하는 과정으로 이루어져 이루어져 철판 로스
를 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 고수율 변압기 코어의 제조방법이 제공된다.
또한, 본 발명은 철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어에 있어서, 코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영
역에서 코일의 수직방향으로 어느 한쪽은 하나의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되는 ㄷ형 철편을 형성하고, 다른 한쪽은 복수개
의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되며, 각 " ㄷ" 형상의 수평가지중 각각 하나씩의 수평가지가 대칭되는 " ㄷ" 형 철편의 중심부
에 인입되는 형태로 블랭킹되도록 구성되어 철판 로스를 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 고수율의 변압기 코어가
제공된다.
바람직하게, 상기 " ㄷ" 형 철편의 절곡부 중심부의 길이는 하나의 수평가지 폭의 2배인 것을 특징으로 하는 고수율의
변압기 코어가 제공된다.
한편, 본 발명은 철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어에 있어서, 코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영
역에서 코일의 수직방향으로 어느 한쪽은 하나의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되는 ㄷ형 철편을 형성하고, 다른 한쪽은 복수개
의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되며, 각 " ㄷ" 형상의 수평가지중 각각 하나씩의 수평가지가 대칭되는 " ㄷ" 형 철편의 중심부
에 인입되는 형태로 블랭킹되도록 하는 것을 특징으로 하는 고수율 변압기 코어의 제조방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(Ｅ자 형)를 나타내는 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(Ｅ자 형)는 코일(21)을 언코일러(도시 생략) 및 코
일 피더(도시 생략)를 통해 투입하여 Ｅ자형으로 블랭킹하여 제조된다. 즉, Ｅ자형 변압기 코어(20, 20')는 블랭킹시
연속된 상태로 블랭킹되게 되므로 자속의 손실이 매우 적다.
특히, Ｅ자형 변압기 코어(20, 20')는 도 2에 도시된 바와 같이, 코일(21)의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코
일의 수평방향으로 수평가지(22) 양단이 각각 대칭되게 복수개의 " Ｅ" 형상이 블랭킹된다. 그러면, Ｅ형 변압기 코어
(20, 20')가 형성된다. 그와 동시에, 상기 대칭되는 Ｅ형철편의 수평가지(22) 사이의 내부에 Ｅ형의 블랭킹으로 각각
자동으로 블랭킹된 " Ｉ" 형상의 Ｉ형 철편(30)이 남게된다. 따라서, 철재의 로스가 최소화되게 할 수 있다.
즉, 코일(21)의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역 하나에서 복수개의 Ｅ형 변압기 코어(20, 20')와 복수개의 Ｉ형 철
편(30)이 각각 블랭킹되게 된다. 작업이 자동화되어 연속적으로 이루어지므로 산업상 매우 편리하고 우수한 생산성을
갖게 된다.
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공개특허 특2003-0007329
Ｅ형 변압기 코어(20, 20') 및 Ｉ형 철편(30)의 블랭킹과 동시에 파일롯트 방식으로 그 Ｅ형 변압기 코어(20, 20')의
소정부에 체결공(20a)이 천공된다. 체결공(20a)은 다수의 Ｅ형 변압기 코어(20, 20')를 겹쳐서 코어를 조립하기 위한
것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(ㄷ자 형)를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에
따른 고수율의 변압기 코어(ㄷ자 형)의 수직방향 설계길이를 나타내는 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어(ㄷ자 형)는 코일(21)을 언코일러(도시 생략) 및 코
일 피더(도시 생략)를 통해 투입하여 ㄷ자형으로 블랭킹하여 제조된다. 즉, ㄷ자형 변압기 코어(40, 40')는 블랭킹시
연속된 상태로 블랭킹되게 되므로 자속의 손실이 매우 적다.
특히, ㄷ자형 변압기 코어는 도 3에 도시된 바와 같이, 코일(21)의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수직
방향으로 어느 한쪽은 하나의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되는 ㄷ형 철편(40, 40')을 형성하고, 다른 한쪽은 복수개의 " ㄷ" 형
상이 블랭킹되며, 각 ㄷ형 철편(40)의 수평가지중 각각 하나씩의 수평가지가 대칭되는 " ㄷ" 형 철편(40')의 중심부에
인입되는 형태로 블랭킹되도록 구성되어 철판 로스부(50)를 감소시키도록 한다.
즉, 복수개의 ㄷ자 철편(40, 40')이 서로 대칭되게 끼워지는 형태로 블랭킹되고, 마주보는 상태에서 ㄷ자 철편(40, 4
0')이 끼워지고 남은 잔여분에서 자연히 Ｉ형 철편(60)이 블랭킹되도록 설계한다.
바람직하게, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 " ㄷ" 형 철편(40, 40')의 절곡부 중심부 길이(ℓ2)는 하나의 수평가지 폭
(ℓ1)의 2배이다.
도 5a, 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 고수율의 변압기 코어의 수치를 나태는 도면이고, 표 1과 표 2는 각 타입별 수
치를 나타내는 표이다.
[표 1]
[표 1]
구분 타입 A B C D E H
EI타입 200 200 192 40 120 160 8
250 250 239 50 150 200 11
300 300 289 60 180 240 11
350 350 338 70 210 280 12
400 400 388 80 240 320 12
450 450 438 90 270 360 12
[표 2]
[표 2]
구분 타입 A B C D E H I
ㄷI타입 160 160 150 40 120 160 10 80
190 190 178 47.5 142.5 190 12 95
246 246 234 61.5 184.5 246 12 123
상기한 표 1, 2를 참조하면, 각 구분 및 타입별로 상이한 폭과 길이를 갖기는 하나, 이 역시 철재의 로스를 최소화시키
기 위함이며, 단일의 블랭킹을 통해 ㄷ자형 및 Ｅ자형 철편을 제작하게 되므로 연속적인 형태의 철편이 형성되고, 이를
통해 철손을 최소화시킴으로써 종국에는 변압기의 변압효율을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법은 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그
기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
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공개특허 특2003-0007329
발명의 효과
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 고수율의 변압기 코어 및 그 제조방법은 철심코어의 로스율을 최소화할 수 있도록 블
랭킹 위치를 정하며, 각 세로철심 및 가로철심이 연장되도록 함으로써 철손 및 소음의 발생을 방지할 수 있게 된다. 특
히 Ｉ형 철심은 Ｅ자형이나, ㄷ자형 철심을 블랭킹할 때 자동으로 블랭킹될 수 있도록 설계함으로써 철재의 로스를 최
소화시킬 수 있다는 효과가 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1.
철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어에 있어서,
코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수평방향으로 수평가지 양단이 각각 대칭되게 복수개의 " Ｅ" 형
상이 블랭킹되는 Ｅ형 철편과;
상기 대칭되는 Ｅ형철편의 수평가지 사이의 내부에 Ｅ형의 블랭킹으로 각각 자동으로 블랭킹된 " Ｉ" 형상의 Ｉ형 철편
으로 이루어져 철판 로스를 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 고수율의 변압기 코어.
청구항 2.
철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어의 제조방법에 있어서,
코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수평방향으로 양단이 대칭되게 복수개의 " Ｅ" 형상을 블랭킹하
는 과정과;
상기 대칭되는 Ｅ형철편의 중앙부에서 각각 자동으로 블랭킹된 복수개의 " Ｉ" 형상을 획득하는 과정으로 이루어져 이
루어져 철판 로스를 감소시키도록 한 것을 특징으로 하는 고수율 변압기 코어의 제조방법.
청구항 3.
철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어에 있어서,
코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수직방향으로 어느 한쪽은 하나의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되는 ㄷ형
철편을 형성하고, 다른 한쪽은 복수개의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되며, 각 " ㄷ" 형상의 수평가지중 각각 하나씩의 수평가지
가 대칭되는 " ㄷ" 형 철편의 중심부에 인입되는 형태로 블랭킹되도록 구성되어 철판 로스를 감소시키도록 한 것을 특
징으로 하는 고수율의 변압기 코어.
청구항 4.
제 3 항에 있어서, 상기 " ㄷ" 형 철편의 절곡부 중심부의 길이는 하나의 수평가지 폭의 2배인 것을 특징으로 하는 고수
율의 변압기 코어.
청구항 5.
철편을 다단 적층하여 형성하는 변압기용 철심코어에 있어서,
코일의 일정 길이 및 폭을 갖는 사각 영역에서 코일의 수직방향으로 어느 한쪽은 하나의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되는 ㄷ형
철편을 형성하고, 다른 한쪽은 복수개의 " ㄷ" 형상이 블랭킹되며, 각 " ㄷ" 형상의 수평가지중 각각 하나씩의 수평가지
가 대칭되는 " ㄷ" 형 철편의 중심부에 인입되는 형태로 블랭킹되도록 하는 것을 특징으로 하는 고수율 변압기 코어의
제조방법.
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도면
도면 1a
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도면 1b
도면 2
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도면 3
도면 4
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