JP2603135B2 - 可変インダクタ - Google Patents
可変インダクタInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、コア構成の改善による可変インダクタの制
御電力の低減に関するものである。
御電力の低減に関するものである。
<従来の技術> 第5図は可変インダクタの原理図である。
第5図において、コア10にはa1−a2巻線とb1−b2巻線
がそれぞれ施されている。ここで、a1−a2巻線に流れる
電流をi1、巻数をn1、b1−b2巻線に流れる電流をi2、巻
数をn2、コア10の断面積をS、磁路長をl、透磁率をμ
とすると、a1−a2巻線からみたインダクタンスLは、 L=μ(n1)2S/l … と表わす事が出来る。従って、透磁率μを変化させる事
が出来れば、インダクタンスLを変える事が出来る。
がそれぞれ施されている。ここで、a1−a2巻線に流れる
電流をi1、巻数をn1、b1−b2巻線に流れる電流をi2、巻
数をn2、コア10の断面積をS、磁路長をl、透磁率をμ
とすると、a1−a2巻線からみたインダクタンスLは、 L=μ(n1)2S/l … と表わす事が出来る。従って、透磁率μを変化させる事
が出来れば、インダクタンスLを変える事が出来る。
第6図はコアの磁化(B−H)曲線図である。
第6図において、その勾配で表わされる微分透磁率
は、コアの飽和特性により磁界の大きさと共に変化す
る。実際には、第5図に示す電流i1は有限の大きさを持
つ為、透磁率μは、 μ=△B/△H … と表わせる。従って、バイアス磁界を変化させれば、透
磁率μを変える事が出来る事になる。このバイアス磁界
を変化させる為に、第5図に示すb1−b2巻線を施し、電
流i2を流している。
は、コアの飽和特性により磁界の大きさと共に変化す
る。実際には、第5図に示す電流i1は有限の大きさを持
つ為、透磁率μは、 μ=△B/△H … と表わせる。従って、バイアス磁界を変化させれば、透
磁率μを変える事が出来る事になる。このバイアス磁界
を変化させる為に、第5図に示すb1−b2巻線を施し、電
流i2を流している。
第7図は可変インダクタの特性図である。なお、第7
図では、空隙部有りと無しの場合をそれぞれ示し、又、
p1〜p3(p11〜p31)点は、第6図の動作点p1〜p3に対応
している。
図では、空隙部有りと無しの場合をそれぞれ示し、又、
p1〜p3(p11〜p31)点は、第6図の動作点p1〜p3に対応
している。
第7図において、例えば第5図のコア10に長さlgの空
隙部を付けた場合、コアの磁気抵抗Rは、 と変化する。一般に、空隙部の長さlgは0.1〜1mm、磁路
長lは数十〜数百ミリ、μrは数千あるので、空隙部を
入れる事により、磁気抵抗Rは非常に大きくなり、飽和
し難くなる。又、インダクタンスLは、 L=n1 2/R と表わされるから、絶対値は小さくなる。第7図の空隙
部有りの場合は、これを示しており、p1〜p3点はp11〜p
31点となるが、インダクタンスLは殆ど変化しない。大
きな変化を得る為には、更に大きな制御電流を流す必要
がある。
隙部を付けた場合、コアの磁気抵抗Rは、 と変化する。一般に、空隙部の長さlgは0.1〜1mm、磁路
長lは数十〜数百ミリ、μrは数千あるので、空隙部を
入れる事により、磁気抵抗Rは非常に大きくなり、飽和
し難くなる。又、インダクタンスLは、 L=n1 2/R と表わされるから、絶対値は小さくなる。第7図の空隙
部有りの場合は、これを示しており、p1〜p3点はp11〜p
31点となるが、インダクタンスLは殆ど変化しない。大
きな変化を得る為には、更に大きな制御電流を流す必要
がある。
第5図の可変インダクタでは、a1−a2巻線に電圧を印
加すると、n2/n1なる電圧がb1−b2巻線に発生する。一
般に、制御巻線は制御電流を小さくする為に巻数は多い
ので、n2/n1は数十〜数百と大きく、b1−b2巻線には大
きな電圧を発生する。従って、可変インダクタの製作が
難しくなったり、高電圧による絶縁破壊を起こしたりす
る事になる。この問題を解決する為、第8図に示す様
に、可変インダクタを差動構成としている。
加すると、n2/n1なる電圧がb1−b2巻線に発生する。一
般に、制御巻線は制御電流を小さくする為に巻数は多い
ので、n2/n1は数十〜数百と大きく、b1−b2巻線には大
きな電圧を発生する。従って、可変インダクタの製作が
難しくなったり、高電圧による絶縁破壊を起こしたりす
る事になる。この問題を解決する為、第8図に示す様
に、可変インダクタを差動構成としている。
第8図は従来の可変インダクタの一例を示す構成図で
ある。(イ)図では、a1−a2巻線を制御巻線、b1−b2巻
線をインダクタ用巻線とする場合と、その逆の場合とす
る事が可能であり、両者とも同様の動作をする。又、
(ロ)図では、a1−a2巻線を制御巻線、b1−b2巻線をイ
ンダクタ用巻線とすれば、インダクタ用巻線からは飽和
させ難く、制御巻線からは空隙部が無く、飽和させ易く
なり、小さな制御電力で済む事になる。
ある。(イ)図では、a1−a2巻線を制御巻線、b1−b2巻
線をインダクタ用巻線とする場合と、その逆の場合とす
る事が可能であり、両者とも同様の動作をする。又、
(ロ)図では、a1−a2巻線を制御巻線、b1−b2巻線をイ
ンダクタ用巻線とすれば、インダクタ用巻線からは飽和
させ難く、制御巻線からは空隙部が無く、飽和させ易く
なり、小さな制御電力で済む事になる。
<発明が解決しようとする課題> しかしながら、上記従来技術に示す可変インダクタに
おいて、第8図(イ)で、a1−a2巻線を制御巻線とする
場合、a1−a2巻線間ではb1−b2巻線による誘起電圧を打
ち消すが、それぞれの脚でみると、b1−b2巻線との巻数
比に対応した電圧v1、v2がそれぞれ発生する事になる。
一般には、制御巻線の巻数は多い為、電圧v1、v2は高圧
となり、製作が難しいという課題がある。一方、b1−b2
巻線を制御巻線とする場合、磁束レベルで打ち消し合
い、b1−b2巻線に電圧は発生しないが、図に示す空隙部
(g1〜g3)がない場合には、信号電流が大きいとa1−a2
巻線の電流でコアが飽和し、可変インダクタとしては実
用的でない。その為、(イ)図に示す空隙部(g1〜g3)
は必須となるが、空隙部を付けると、制御巻線からも飽
和させ難くなり、大きな制御電力が必要となるという課
題がある。又、(ロ)図においては、小さな制御電力で
済むが、a1−a2巻線とb1−b2巻線の巻数比に応じた高圧
がa1−a2巻線のそれぞれの脚に発生する為、実用に供し
得ないという課題があった。
おいて、第8図(イ)で、a1−a2巻線を制御巻線とする
場合、a1−a2巻線間ではb1−b2巻線による誘起電圧を打
ち消すが、それぞれの脚でみると、b1−b2巻線との巻数
比に対応した電圧v1、v2がそれぞれ発生する事になる。
一般には、制御巻線の巻数は多い為、電圧v1、v2は高圧
となり、製作が難しいという課題がある。一方、b1−b2
巻線を制御巻線とする場合、磁束レベルで打ち消し合
い、b1−b2巻線に電圧は発生しないが、図に示す空隙部
(g1〜g3)がない場合には、信号電流が大きいとa1−a2
巻線の電流でコアが飽和し、可変インダクタとしては実
用的でない。その為、(イ)図に示す空隙部(g1〜g3)
は必須となるが、空隙部を付けると、制御巻線からも飽
和させ難くなり、大きな制御電力が必要となるという課
題がある。又、(ロ)図においては、小さな制御電力で
済むが、a1−a2巻線とb1−b2巻線の巻数比に応じた高圧
がa1−a2巻線のそれぞれの脚に発生する為、実用に供し
得ないという課題があった。
本発明は上記従来技術の課題を踏まえて成されたもの
であり、インダクタ用巻線からは飽和させ難く、制御巻
線からは飽和させ易く、制御電力の小さい可変インダク
タを提供する事を目的としたものである。
であり、インダクタ用巻線からは飽和させ難く、制御巻
線からは飽和させ易く、制御電力の小さい可変インダク
タを提供する事を目的としたものである。
<課題を解決するための手段> 上記課題を解決する為の本発明の構成は、中央脚を共
有する様に設けられた一対の対称な第1の閉磁路と、前
記中央脚の周りに巻かれた制御巻線と、前記第1の閉磁
路の両側に空隙部を有して設けられた一対の対称な第2
の閉磁路と、前記中央脚に生じる磁束が互いに打ち消す
様に前記第2の閉磁路のそれぞれの周りに巻かれたイン
ダクタ用巻線とを備え、前記第1の閉磁路に対して前記
一対の第2の閉磁路を夫々平面的に配列したことを特徴
としたものである。
有する様に設けられた一対の対称な第1の閉磁路と、前
記中央脚の周りに巻かれた制御巻線と、前記第1の閉磁
路の両側に空隙部を有して設けられた一対の対称な第2
の閉磁路と、前記中央脚に生じる磁束が互いに打ち消す
様に前記第2の閉磁路のそれぞれの周りに巻かれたイン
ダクタ用巻線とを備え、前記第1の閉磁路に対して前記
一対の第2の閉磁路を夫々平面的に配列したことを特徴
としたものである。
<作用> 本発明によると、インダクタ用巻線からみた磁気抵抗
と制御巻線からみた磁気抵抗とを大きく異なる値とする
事が出来る為、インダクタ用巻線からは飽和させ難く、
制御巻線からは飽和させ易くする事が出来る。
と制御巻線からみた磁気抵抗とを大きく異なる値とする
事が出来る為、インダクタ用巻線からは飽和させ難く、
制御巻線からは飽和させ易くする事が出来る。
<実施例> 以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係わる可変インダクタの一実施例を
示す構成図である。
示す構成図である。
第1図において、中央脚l0及び中央脚l0に関して対称
に設けられたl1〜l3脚、l11〜l31脚は、中央脚l0を共有
し、その両側に1対の対称な閉磁路を形成し、第1の磁
気回路を構成している。b1−b2巻線はl0脚に施された制
御巻線である。又、l4脚、l41脚は任意の長さの空隙部g
1〜g4を介して、第1の磁器回路(l0脚・l1〜l3脚・l11
〜l31脚)の両側に接続して、1対の対称な閉磁路を形
成し、第2の磁気回路を構成している。l4脚、l41脚に
は図に示す様に、a1−a2巻線が施されており、このa1−
a2巻線によって生じる磁束はl0脚では互いに逆向きで打
ち消し合い、このa1−a2巻線をインダクタ用巻線として
使用している。
に設けられたl1〜l3脚、l11〜l31脚は、中央脚l0を共有
し、その両側に1対の対称な閉磁路を形成し、第1の磁
気回路を構成している。b1−b2巻線はl0脚に施された制
御巻線である。又、l4脚、l41脚は任意の長さの空隙部g
1〜g4を介して、第1の磁器回路(l0脚・l1〜l3脚・l11
〜l31脚)の両側に接続して、1対の対称な閉磁路を形
成し、第2の磁気回路を構成している。l4脚、l41脚に
は図に示す様に、a1−a2巻線が施されており、このa1−
a2巻線によって生じる磁束はl0脚では互いに逆向きで打
ち消し合い、このa1−a2巻線をインダクタ用巻線として
使用している。
この様な構成において、制御巻線b1−b2からみると、
l0脚・l1〜l3脚・l11〜l31脚の磁気回路には空隙部がな
く、少ない電流で飽和させる事が出来る。一方、a1−a2
巻線からみると、必ず空隙間を通る事になり、l4脚又は
l41脚を飽和させるには大きな電流が必要となる。言い
換えれば、インダクタ用巻線a1−a2にかなり大きな電流
を流しても、空隙部長さの調整によって、l4脚(l
41脚)を飽和し難くする事が出来る。
l0脚・l1〜l3脚・l11〜l31脚の磁気回路には空隙部がな
く、少ない電流で飽和させる事が出来る。一方、a1−a2
巻線からみると、必ず空隙間を通る事になり、l4脚又は
l41脚を飽和させるには大きな電流が必要となる。言い
換えれば、インダクタ用巻線a1−a2にかなり大きな電流
を流しても、空隙部長さの調整によって、l4脚(l
41脚)を飽和し難くする事が出来る。
ここで、第2図は制御巻線a1−a2に電流を流した場合
の等価回路図である。
の等価回路図である。
第2図において、R1〜R4はそれぞれl0、l1〜l3(l11
〜l31)、l4(l41)の各脚の磁気抵抗であり、それぞれ
の部分での等価断面積をSi、等価磁路長をli(i=1、
2、3、4)、空隙部長さをdgとすると、各脚の磁気抵
抗(R1〜R4)は、それぞれ R1=d1/μS1+dg/μ0S1 R2=d2/μS2 R3=d3/μS3 R4=d4/μS4 と表わされる。
〜l31)、l4(l41)の各脚の磁気抵抗であり、それぞれ
の部分での等価断面積をSi、等価磁路長をli(i=1、
2、3、4)、空隙部長さをdgとすると、各脚の磁気抵
抗(R1〜R4)は、それぞれ R1=d1/μS1+dg/μ0S1 R2=d2/μS2 R3=d3/μS3 R4=d4/μS4 と表わされる。
この磁気抵抗R1〜R4を用いると、Ziをパラメータとし
て、 Z1=R1R2 Z2=R3(2R4+Z1) Z3=R2(2R4+Z2) … Z4=R1+Z3 とすると、インダクタンスLは、 L=2(n1)2/Z4 で求められる。
て、 Z1=R1R2 Z2=R3(2R4+Z1) Z3=R2(2R4+Z2) … Z4=R1+Z3 とすると、インダクタンスLは、 L=2(n1)2/Z4 で求められる。
但し、 μ0:空気中の透磁率 μ:コアの透磁率 である。なお、コアの透磁率μはb1−b2巻線に流す電流
値によって変化させるものであり、このコアの透磁率μ
の変化は、主にl0脚・l1〜l3脚・l11〜l31脚の部分の飽
和によって生じる。又、第3図は制御巻線b1−b2に電流
を流した場合の等価回路図である。
値によって変化させるものであり、このコアの透磁率μ
の変化は、主にl0脚・l1〜l3脚・l11〜l31脚の部分の飽
和によって生じる。又、第3図は制御巻線b1−b2に電流
を流した場合の等価回路図である。
この場合には、回路は左右対称となり、第6図と同一
の記号を用いると、磁気抵抗Rは、 R=R3+1/2{2R4+ R1R2/(R1+R2)} … となる。R1には空隙部が含まれているが、 R1≫R2 であるから、式は近似的に R=R3+1/2(2R4+R2) … となる。
の記号を用いると、磁気抵抗Rは、 R=R3+1/2{2R4+ R1R2/(R1+R2)} … となる。R1には空隙部が含まれているが、 R1≫R2 であるから、式は近似的に R=R3+1/2(2R4+R2) … となる。
この式には、空隙部は含まれず、磁気抵抗Rとして
は比較的小さいものである。従って、比較的小さな制御
電流でコアを飽和させる事が出来る事になる。一方、前
記式のZ4には空隙部が直列に含まれる為、磁気抵抗が
大きく、飽和させるには大きな制御電流が必要となる。
は比較的小さいものである。従って、比較的小さな制御
電流でコアを飽和させる事が出来る事になる。一方、前
記式のZ4には空隙部が直列に含まれる為、磁気抵抗が
大きく、飽和させるには大きな制御電流が必要となる。
なお、第1図の構成図において、4箇所に設けた空隙
部は、これに限るものではなく、第4図(イ)に示す様
に、l4、l41脚の中間に空隙部g5、g6を設ける様な構成
であっても良い。又、(ロ)図に示す様に可変インダク
タの形状を立体的としても良い。なお、第1図及び第4
図(イ)のインダクタの形状は図から明らかなように全
体が平面的になっている。この様な平面的コアの場合に
は第4図(ロ)の立体的のものより、またこの種のイン
ダクタの従来例として3次元的な構造のものがあるが、
これらのものより小形の形状とすることができる特徴が
ある。
部は、これに限るものではなく、第4図(イ)に示す様
に、l4、l41脚の中間に空隙部g5、g6を設ける様な構成
であっても良い。又、(ロ)図に示す様に可変インダク
タの形状を立体的としても良い。なお、第1図及び第4
図(イ)のインダクタの形状は図から明らかなように全
体が平面的になっている。この様な平面的コアの場合に
は第4図(ロ)の立体的のものより、またこの種のイン
ダクタの従来例として3次元的な構造のものがあるが、
これらのものより小形の形状とすることができる特徴が
ある。
<発明の効果> 以上、実施例と共に具体的に説明した様に、本発明に
よれば、インダクタ用巻線からみた磁気抵抗と制御巻線
からみた磁気抵抗を大きく異なる値とする事が出来る
為、インダクタ用巻線からは飽和させ難く、制御巻線か
らは飽和させ易く出来る。従って、インダクタンス値を
変化させる制御電力を小さくする事が出来る。更に制御
巻線のアンペアターンが小さくてすむ為、導線抵抗、イ
ンダクタンス、並列容量を小さく出来、インダクタンス
変化の応答速度を速める事が出来る等の利点を持つ可変
インダクタを実現する事が出来る。
よれば、インダクタ用巻線からみた磁気抵抗と制御巻線
からみた磁気抵抗を大きく異なる値とする事が出来る
為、インダクタ用巻線からは飽和させ難く、制御巻線か
らは飽和させ易く出来る。従って、インダクタンス値を
変化させる制御電力を小さくする事が出来る。更に制御
巻線のアンペアターンが小さくてすむ為、導線抵抗、イ
ンダクタンス、並列容量を小さく出来、インダクタンス
変化の応答速度を速める事が出来る等の利点を持つ可変
インダクタを実現する事が出来る。
第1図は本発明に係わる可変インダクタの一実施例を示
す構成図、第2図はインダクタ用巻線からみた第1図の
等価回路図、第3図は制御巻線からみた第1図の等価回
路図、第4図は本発明の他の実施例を示す構成図、第5
図は可変インダクタの原理図、第6図はコアの磁化曲線
図、第7図は可変インダクタの特性図、第8図は従来例
である。 a1−a2……インダクタ用巻線、b1−b2……制御巻線、g1
〜g4……空隙部、l0、l1〜l3、l11〜l31、l4、l41……
脚。
す構成図、第2図はインダクタ用巻線からみた第1図の
等価回路図、第3図は制御巻線からみた第1図の等価回
路図、第4図は本発明の他の実施例を示す構成図、第5
図は可変インダクタの原理図、第6図はコアの磁化曲線
図、第7図は可変インダクタの特性図、第8図は従来例
である。 a1−a2……インダクタ用巻線、b1−b2……制御巻線、g1
〜g4……空隙部、l0、l1〜l3、l11〜l31、l4、l41……
脚。
Claims (1)
- 【請求項1】中央脚を共有する様に設けられた一対の対
称な第1の閉磁路と、前記中央脚の周りに巻かれた制御
巻線と、前記第1の閉磁路の両側に空隙部を有して設け
られた一対の対称な第2の閉磁路と、前記中央脚に生じ
る磁束が互いに打ち消す様に前記第2の閉磁路のそれぞ
れの周りに巻かれたインダクタ用巻線とを備え、前記第
1の閉磁路に対して前記一対の第2の閉磁路を夫々平面
的に配列したことを特徴とする可変インダクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15119289A JP2603135B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 可変インダクタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15119289A JP2603135B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 可変インダクタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0316205A JPH0316205A (ja) | 1991-01-24 |
JP2603135B2 true JP2603135B2 (ja) | 1997-04-23 |
Family
ID=15513278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15119289A Expired - Lifetime JP2603135B2 (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 可変インダクタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2603135B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7490567B2 (en) | 2004-01-26 | 2009-02-17 | Suzuki Manufacturing, Ltd. | Seam puckering preventing shuttle device of sewing machine |
KR101617857B1 (ko) * | 2015-10-15 | 2016-05-03 | (주)진상일양행 | 전력 손실 감소 장치 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5387502B2 (ja) * | 2010-05-21 | 2014-01-15 | Tdk株式会社 | コイル部品及びインピーダンスの調整方法 |
JP2013243890A (ja) * | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Heads Corp | 非接触給電装置 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP15119289A patent/JP2603135B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7490567B2 (en) | 2004-01-26 | 2009-02-17 | Suzuki Manufacturing, Ltd. | Seam puckering preventing shuttle device of sewing machine |
KR101617857B1 (ko) * | 2015-10-15 | 2016-05-03 | (주)진상일양행 | 전력 손실 감소 장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0316205A (ja) | 1991-01-24 |
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