변압기의 코어 종류(Transformer Iron Core Type)

변압기의 코어 종류(Transformer Iron Core Type)

 

 

 

1. 변압기의 철심구조

변압기에 사용되어지고 있는 코어 제작에 많은 종류들이 있어왔습니다. 일반적으로 코어는 다음과 같은 범주로 나눠질 수 있다.

① Core or Shell Forms

② Wound or stacked Cores

③ Single or Three Phase

 

코어 형식에서 일반적으로 코일들은 코어를 덮을 것입니다. 그리고 셀 형식에서는 코어는 코일들을 덮을 것입니다.

 

방향성 시트 강판은 일반적으로 스트립 형식으로 이용할 수 있고, 권선되거나 적층된 코어를 만드는데 사용될 수 있다. 열간 압연 강판은 보통 개개의 시트들에 사용 가능합니다. 그것들의 사용은 적층된 코어들로 제한됩니다. 방향성 강판들이 적층된 코어에 사용되는 곳에서는 45°자르기 혹은 다른 punching이 결합된 노치를 갖는 I-punching의 모양으로 사용합니다. 이것은 보통 L, E 모양의 punching을 만드는데 사용되지 않는다. 왜냐하면 punching 그 재료가 단지 한 방향에 좋은 자성 혹은, 조각의 긴 방향으로 자성을 띤 특성을 가지고 있기 때문이다. 압연한 강판은 특성이 방향에 관계없이 동일하기 때문에 I, L, E, U, 또는 다른 모양의 punching에 사용될 수 있습니다.

 

단상 변압기 코어는 권선 되거나 적층된 코어로 만들어질 수 있다. 삼상 코어에서는 적층 제작이 유리하며, 권선된 삼상 코어 제작은 보통 높은 손실을 갖고 자속을 왜곡시키고 있으나, 코어의 다양한 디자인에 여전히 사용되고 있다.

 

1) Single Phase Cores

단상 코어 형식은 하나의 루프 코어이다. 일반적으로 두 개의 긴 다리에 코일이 감긴다. 코어에 권선되면 다음 그림과 같다.

< Fig01. Single Phase Cores >

 

Wescor는 분포된 공극으로 된 코어이다. 코어는 장방형으로, 코일을 설치한 후 위 부분의 코아를 조립한다.

C-코어는 평평한 butt-gap을 갖는 코어이다. 코어는 모양을 이루기 위하여 직사각형 틀에 권선한 후 두 부분으로 나뉜다. 그리고 코일들과 절연물을 설치한 후 다시 결합한다. Bent Iron 코어는 코일이 감긴 후 구부러진 적층의 끝 부분이 접착되지 않는 코어이다. 이 부분에서 코어는 2배의 두께가 되며 lap-joint를 갖는다.

다른 타입의 권선된 코어는 모양을 이루기 위하여 사각형 몰드형으로 권선되고 열처리된다, 그리고 코일들은 코어가 정지한 상태로 있는 동안 코일을 지지하는 기계의 코어 다리 위에 직접적으로 권선된다. 이것은 잘려지지 않은 코어이다.

단상 코어 타입은 아래그림과 같으며, punching의 한 층을 보여주고 있다.

그 Type D 코어는 코어 접합 부분을 45°로 컷팅하여, 자기적 저항을 감소시킬 수 있다.

L-plate 코어는 시트의 모서리에 45도 방향에서 자기특성을 갖는 열간 압연 강판의 특정한 타입에서 사용된다. punching은 평행하게 절단된다.

그 접합부분은 수직으로 결합된다.

U형 요크와 I형 코어를 매칭한 타입도 있다.

단상 외철형 코어는 나란한 두개에 코어에 의해 만들어질 수 있습니다.

이것들은 E-plate punching과 I-punching이 세트로 사용된다.

스크랩을 줄이기 위해 punching의 방법은 다양하게 적용한다.

B&B사는 다음과 같이 특이한 방법으로 단상 외철형 코어를 만들고 있다.

 

코일이 놓여지는 중심 코어 다리는 전반적인 모양에 있어 원형이고 그리고, 원형의 모양을 만들기 위해 함께 고정된 punching의 쐐기 모양으로 구성되어 있다. 외부 다리는 많은 U자형 것들로 조립되고, 코일 위에 또는 코일 주위에 놓이고, 그리고 조립시 측면코어에 대해서 위로 지지합니다. 맞대은 이음들은 바깥쪽에서 함께 용접됩니다. 구조는 중심코어를 벗어난 자속이 정상적인 적층에 들어갈 수 있기 때문에 리액터에 적합하다.

 

2) Three Phase Cores

삼상 권선형 코어형은 아래의 그림과 같이 Evans core와 Delta yoke core가 있다.

Evans core는 C-core, wescore 가 있다.

< Fig02. Three Phase Cores >

 

Delta yoke core는 위와 아래 yoke가 strip core이고 3개의 수직 각(vertical leg)은 평형 성층되어 있다. 각 사이의 yoke들은 수직 각 단면의 반이다. 요크의 하나의 strip폭은 각 성층(leg lamination)의 폭과 같지만 그 적층두께는 수직 각의 반이다.

Event core 와 Delta yoke core의 yoke 내의 자속들은 왜형되고 높은 손실을 발생할 수 있다.

그러나 Delta yoke core는 round tank에 효율적인 타입이다.

삼상 적층형 코어는 다음과 같다.

< Fig03. 삼상 적층형 코어 >

 

90도 I-plate 코어는 압연 강판(hot rolled steel)에 사용되고, D-core와 X-core는 방향성 강판에 사용된다.

그림에서 보듯이 D-core는 yoke가 45도로 접한된다..

X-core는 yoke에 45도와 90도로 각을 이룬다.

삼상 권선형 외철형 코어는 다음과 같다.

< Fig04. 삼상 권선형 외철형 코어 >

 

이 코어에는 네 개의 코어 루프가 있다.

코일은 3쌍의 각 주위를 둘러싸여 감겨 있으며 그림에 점선으로 표시되어 있다.

자속의 파형이 외형되고, 높은 손실이 발생할 수 있다.

삼상 적층형 외철형 코어는 다음과 같다.

< Fig05. 삼상 적층형 외철형 코어 >

 

5각(5-legged) core는 yoke의 폭을 줄여서 core전체 높이를 낮출 수 있는 장점이 있다.

 

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