JP2012204745A

JP2012204745A - 鉄心形リアクトル

Info

Publication number: JP2012204745A
Application number: JP2011069913A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Takada; 政弘高田; Jun Narita; 潤成田
Original assignee: Kitashiba Electric Co Ltd
Current assignee: Kitashiba Electric Co Ltd
Priority date: 2011-03-28
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】ブロック鉄心における磁性鋼板の積層方向の両端部における磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる鉄心形リアクトルを提供する。
【解決手段】複数のブロック鉄心１をそれぞれギャップ２を介して垂直方向に積重ねて構成した鉄心脚３にコイル５を巻回した鉄心形リアクトルにおいて、ブロック鉄心１は、磁性鋼板１１ａを水平方向に積層した第１ブロック鉄心１１と、第１ブロック鉄心１１の磁性鋼板１１ａの積層方向の両端に当接して設けられ、平面視、磁性鋼板１２ａを放射状に積層した半円形の第２ブロック鉄心１２とから構成される。
【選択図】図１

Description

複数のブロック鉄心をそれぞれギャップを介して垂直方向に積重ねて構成した鉄心脚にコイルを巻回してなる鉄心形リアクトルに関する。

従来、この種の鉄心構造としては、鉄心ブロックを、その中央部に厚鉄板を積層し、その両端に薄鉄板を略円形となるように積層配置した構造が知られている（特許文献１、第（３）頁、図４参照）。

従来の鉄心形リアクトルによれば、中央部に低廉な厚鉄板を用いることで経済的となるが、薄鉄板を積層した両端には、この薄鉄板の板面が臨むように配置される。

ここで、磁性鋼板は、板面を介した磁束の出入りにより磁束の渦流損が発生し、この部分の温度上昇に繋がることが知られている。そのため、複数のブロック鉄心をそれぞれギャップを介して垂直方向に積重ねた場合には、かかる板面を介した漏れ磁束の出入りにより磁束の渦流損が発生し、この部分の温度上昇に繋がるという問題がある。

実開昭５５−１０１０２９号公報

以上の事情に鑑みて、本発明は、ブロック鉄心における磁性鋼板の積層方向の両端部における磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる鉄心形リアクトルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明の鉄心形リアクトルは、
複数のブロック鉄心をそれぞれギャップを介して垂直方向に積重ねて構成した鉄心脚にコイルを巻回してなる鉄心形リアクトルにおいて、
前記ブロック鉄心は、
磁性鋼板を水平方向に積層した第１ブロック鉄心と、
前記第１ブロック鉄心の磁性鋼板の積層方向の両端に当接して設けられ、平面視、磁性鋼板を放射状に積層した半円形の第２ブロック鉄心と
を備えることを特徴とする。

第１発明の鉄心形リアクトルによれば、磁性鋼板を水平方向に積層した第１ブロック鉄心は、その両端部に磁性鋼板の板面が臨むように配置されるが、両端部以外は、磁性鋼板の板面が臨むことなく、第１ブロック鉄心全体として、磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる。

また、第１ブロック鉄心の両端部には、第２ブロック鉄心が、磁性鋼板が平面視放射状に積層される。そのため、第１ブロック鉄心の両端に臨む磁性鋼板の板面を第２ブロック鉄心の磁性鋼板で覆うことができると共に、磁性鋼板を放射状に積層することで磁性鋼板の板面が端部に出現することを回避することができる。

さらに、単に円柱形の鉄心脚を複数配置した場合には、占有率が低下することが懸念されるが、本発明の鉄心形リアクトルによれば、角柱形の第１ブロック鉄心を基本として占有率を高めることができると共に、第２ブロック鉄心により端部に磁性鋼板の板面が臨むことで生じる漏れ磁束の渦流損およびこれによる温度上昇を抑制することができる。

これにより、ブロック鉄心における磁性鋼板の積層方向の両端部における磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる。

第２発明の鉄心形リアクトルは、第１発明において、
前記第２ブロック鉄心は、平面視、円形となるように磁性鋼板を放射状に積層したコアを分割して形成されることを特徴とする。

第２発明の鉄心形リアクトルによれば、平面視、磁性鋼板を放射状に積層した半円形の第２ブロック鉄心を、円形となるように磁性鋼板を放射状に積層したコアを分割することで、簡易に形成することができ、磁性鋼板の板面が端部に出現することを回避し、ブロック鉄心における磁性鋼板の積層方向の両端部における磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる。

第３発明の鉄心形リアクトルは、第１または第２発明において、
前記第１ブロック鉄心と前記第２ブロック鉄心とが異種材料で構成されることを特徴とする。

第３発明の鉄心形リアクトルによれば、第１ブロック鉄心と第２ブロック鉄心と異種材料で構成することができる。

第１ブロック鉄心の両端に配置される第２ブロック鉄心では、磁性鋼板が放射状に積層した場合でも、その積層間隔から第１ブロック鉄心に比して、磁束の渦流損が生じ得る。そのため、例えば、第２ブロック鉄心を第１ブロック鉄心に比して、磁束の渦流損の少ない材料とすることで、ブロック鉄心における磁性鋼板の積層方向の両端部における磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる。

なお、磁性鋼板の厚さ等から、第１ブロック鉄心における磁束の渦流損が第２ブロック鉄心に比して大きい場合には、第１ブロック鉄心を第２ブロック鉄心に比して磁束の渦流損の少ない材料としてもよい。

鉄心形リアクトルの構成を示す全体構成図。ブロック鉄心の構成を示す説明図。ブロック鉄心間における漏れ磁束の様子を示す説明図。

図１を参照して、本実施形態の鉄心形リアクトルについて説明する。なお、図１（ａ）は、鉄心形リアクトルの正面図であり、図１（ｂ）は、鉄心形リアクトルの側面図である。

鉄心形リアクトルは、複数のブロック鉄心１と、ブロック鉄心１をそれぞれギャップ２を介して垂直方向に積重ねて構成した鉄心脚３とを備える。

ブロック鉄心１は、図１（ｂ）に示すように、正面側から背面側に伸びるブロックであって、ギャップ２は、ブロック鉄心１の上下に絶縁性のギャップ部材が挟み込まれることにより形成される。

このようにして、複数のブロック鉄心１をギャップ２を介して垂直方向に積み重ねて構成した鉄心脚３は、これを挟むように上下のヨーク鉄心４が配置されている。

そして、本実施形態の鉄心形リアクトルは、鉄心脚３にコイル５を巻回してなるリアクトル本体６から構成され、リアクトル本体６は必要に応じて図示しない筐体内に収納される。

次に、図２を参照して、ブロック鉄心１の構成について詳しく説明する。

ブロック鉄心１は、第１ブロック鉄心１１と、第１ブロック鉄心１１の両端に配置された第２ブロック鉄心１２とを備える。

第１ブロック鉄心１１は、磁性鋼板１１ａを水平方向に積層した構造である。

第２ブロック鉄心１２は、第１ブロック鉄心１１の磁性鋼板１１ａの積層方向の両端に当接して設けられ、平面視、磁性鋼板１２ａを放射状に積層した半円形の鉄心である。

より詳細には、第２ブロック鉄心１２は、その分割断面が、第１ブロック鉄心１１の磁性鋼板１１ａの板面と等しい、平面視、円形となるように磁性鋼板を放射状に積層したコア（例えば、ラジアルコア）を分割してなる。

また、第１ブロック鉄心１１と第２ブロック鉄心１２との当接部分の中心には、垂直方向に貫通孔１３が形成されており、貫通孔１３を介して隣接するブロック鉄心同士を、図示しない締付スタッド等により固定してもよい。なお、ブロック鉄心同士の固定方法はこれに限定されるものではなく、貫通孔１３を用いずに固定するようにしてもよい。

かかる構成による鉄心形リアクトルによれば、磁性鋼板１１ａを水平方向に積層した第１ブロック鉄心１１は、その両端部に磁性鋼板の板面が臨むように配置されるが、両端部以外は、磁性鋼板１１ａの板面が臨むことなく、第１ブロック鉄心１１全体として、磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる。

さらに、第１ブロック鉄心１１の両端部には、第２ブロック鉄心１２が、磁性鋼板１２ａが平面視放射状に積層されているため、第１ブロック鉄心１１の両端に臨む磁性鋼板１１ａの板面を第２ブロック鉄心１２の磁性鋼板１２ａで覆うことができると共に、磁性鋼板１２ａを放射状に積層することで磁性鋼板１２ａの板面が端部に出現することを回避することができる。

これにより、図３（ａ）に模式的に示すように、第１ブロック鉄心１１および第２ブロック鉄心１２の磁性鋼板１１ａおよび磁性鋼板１２ａの板面が、これらの端部に臨むことがない。そのため、図３（ｂ）に模式的に示す、従来のブロック鉄心のように、ブロック鉄心の端部に磁性鋼板の板面が臨むことで生じる漏れ磁束の渦流損およびこれによる温度上昇を抑制することができる。

さらに、単に円柱形の鉄心脚（例えばラジアルコアを積層した鉄心脚）を複数配置した場合には、占有率が低下することが懸念されるが、本実施形態の鉄心形リアクトルによれば、角柱形の第１ブロック鉄心１１を基本として占有率を高めることができると共に、第２ブロック鉄心１２により端部に磁性鋼板の板面が臨むことで生じる漏れ磁束の渦流損およびこれによる温度上昇を抑制することができる。

なお、本実施形態において、第１ブロック鉄心１１と第２ブロック鉄心１２とは、異種材料で構成しても、同種材料で構成してもよい。第１ブロック鉄心１１の両端に配置される第２ブロック鉄心１２では、磁性鋼板１２ａが放射状に積層した場合でも、その積層間隔から第１ブロック鉄心１１に比して、磁束の渦流損が生じ得る。そのため、例えば、第２ブロック鉄心１２を第１ブロック鉄心１１に比して、磁束の渦流損の少ない材料とすることで、ブロック鉄心１における磁性鋼板の積層方向の両端部における磁束の渦流損を低減し、温度上昇を抑制することができる。

一方、例えば、第１ブロック鉄心１１の磁性鋼板１１ａの厚さを、第２ブロック鉄心１２の磁性鋼板１２ａの厚さに比して大きくした場合などには、第１ブロック鉄心１１における磁束の渦流損が第２ブロック鉄心１２に比して大きくなるため、第１ブロック鉄心１１を第２ブロック鉄心１２に比して磁束の渦流損の少ない材料としてもよい。

また、本実施形態では、乾式の鉄心形リアクトルについて説明したが、リアクトル本体６を絶縁および冷却媒体としての油と共に筐体内に収納した油入鉄心リアクトルであってもよい。

１…ブロック鉄心、２…ギャップ（ギャップ部材）、３…鉄心脚、４…ヨーク鉄心、５…コイル、６…リアクトル本体、１１…第１ブロック鉄心、１１ａ…磁性鋼板、１２…第２ブロック鉄心、１２ａ…磁性鋼板。

Claims

複数のブロック鉄心をそれぞれギャップを介して垂直方向に積重ねて構成した鉄心脚にコイルを巻回してなる鉄心形リアクトルにおいて、
前記ブロック鉄心は、
磁性鋼板を水平方向に積層した第１ブロック鉄心と、
前記第１ブロック鉄心の磁性鋼板の積層方向の両端に当接して設けられ、平面視、磁性鋼板を放射状に積層した半円形の第２ブロック鉄心と
を備えることを特徴とする鉄心形リアクトル。
請求項１記載の鉄心形リアクトルにおいて、
前記第２ブロック鉄心は、平面視、円形となるように磁性鋼板を放射状に積層したコアを分割して形成されることを特徴とする鉄心形リアクトル。
請求項１または２記載の鉄心形リアクトルにおいて、
前記第１ブロック鉄心と前記第２ブロック鉄心とが異種材料で構成されることを特徴とする鉄心形リアクトル。