JPH0461211A - 磁気鉄心 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、モータ、トランス及びリアクトル等ご特に高
周波電源および高調波を含む電源で使用される電気機器
の磁気鉄心に関する。

（従来の技術） 従来この種の磁気鉄心としては、けい素鋼板や或いは炭
素帛有量の少ない純鉄系の電気鉄板とけい素鋼板と組み
合わせて鉄損を少なくするものか使用されていた。（特
開昭５１−１３６１０８号） （発明か解決しようとする課題） 近年インバータの普及が目覚ましく、高周波電源が筒中
に得られ、電気機器がインバータ電源で駆動される場合
が多くなってきた。

特にＰＷＭインバータ等非正非正弦波電源基本周波数の
他に、多くの高調波成分を含んでいる。

そのため、電気機器の磁気鉄心を流れる磁束にも多くの
高調波磁束を含み、そのため磁気鉄心中で磁束を発生し
、振動、騒音が極端に増大するという欠点があった。

このため磁歪の少ない高けい素鋼板を使用したリ、又、
フィルターを用いて高調波を除く宿の方法がとられてい
た。

前記の高けい素鋼板ではコストが高く、又、フィルター
による方法だと別置きにするためにスペースが必要とな
り、又そのコストも高くなるという欠点があった。

本発明は簡単な構成でインバータ等の非正弦波電波で運
転される電気機器の騒音、振動を低減することを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明においては、積層鉄心
に一般の低けい素鋼板を用い、その両端部、及び積層間
部に任意の間隔で低けい素鋼板より高調波磁束を通し易
く　（高調波に対する高透磁率特性を有する）、低磁歪
特性を有する電気鉄板（例スば６．５％シリコン含有鉄
）を積層１またことを特徴とするものである。

（作用） このように構成されたものにおいては、磁気鉄心を流れ
る磁束は、鉄心を形成する磁性材料の透磁。

率と磁束の通る磁路の断面積に比例１．５た；に分配さ
れて流れることになり、非正弦波電源に菖まれる高調波
成分の磁束は高調波磁束を通し易い磁性材料で構成され
たコア一部を通る。又基本成分の主磁束は高磁束密度と
なるので、磁気飽和の少ない低けい素鋼板（３，５９６
以下シリコシ含有鉄）中を１に流れることになり、前：
己高調波磁束は通常表皮効果で鉄心の外側の両端部を流
れ、１かも高調波磁束の流れ易い、し、かも磁歪の発生
の少い電気鉄板（例えば６．５％シリコン含灯鉄）４流
れることにより、磁歪が少なくし、かも高調波成分を流
れやすくすることか１ｌｉＪ能となり、低騒音、低振動
の電気機器を得ることができる。

又、鉄心の積層幅か長い場合には、鉄心中間部での高調
波磁束を両端部に積層し、たρｊ透磁率の電気鉄板に通
すことが困難となるので、鉄心積層間部分にも任意の間
隔で高透磁率で低磁歪の電気鉄板を積層することにより
、鉄心中央部での高調波磁束を有効にこの高透磁率で低
磁歪の電気鉄板に通すことが１能となり、磁歪が少なく
しかも高調波成分を流れやすくすることがＩｉＪ能とな
り、低騒音、低振動の電気機器を得ることができる。

（実施例） 以丁、本発明の一実施例を第１図を謬照（、で説明する
。

第１図は電気機器の磁気回路を構成する磁気鉄心で薄板
電気鉄板の積層構造が示され、低けい素鋼板１　（３，
５％以下シリコン含有鉄板或いは純鉄系鉄板）を磁気鉄
心２に積層し、その外側の鉄心両端部３及び鉄心積層間
部４に任意の間隔で１゜記低けい素鋼板より高周波にお
ける透磁率か大きく、しかも低磁歪特性を有する電気鉄
板５（例ス。

ば６．５％シリコン含有鉄）を積層しである。

このような構成において、インバータ等の非正弦波電源
で駆動される場合、磁気鉄心２には基本波成分（例えば
５０Ｈｚ、６０Ｈｚ）磁束の他に多くの高調波成分の磁
束が含まれ、特にインバータにおいては１　ｋＨｚとか
２ｋＨｚの高調波か４ヤリャ周波数として多く含まれる
。

ここでは、高周波における透磁率が大きく、し。

かも低磁歪特性を有する電気鉄板として６．５％けい素
鋼板にて説明する。基本波周波数の磁束は一４磁束とな
り、高い磁束密度１，３Ｔ以りとなるので、第２図から
れかるように、磁束密度１３−１３　Ｔでは高周波にお
ける透磁率か人へく、し、かも低磁歪特性を有する本気
鉄板である６、５９ｏけい素鋼板６では起磁力が２４ｘ
１０２　（Ａ／ｍ）となるのに対し、低けい素鋼板７の
ぞれはＨ−３゜３×１．０’（Ａ／ｍ）と小さくなり、
基本波磁束に対しＣは（２４／　３　、　３　＝　）　
７　、　−．３倍通１．易く、又、Ｂ−１，４Ｔ以上で
は数１０倍通し易くなり、大部分低けい素鋼板７を流れ
る。又、１ｋＨｚ。

２　ｋ、　Ｈｚの数ｋＨｚのキャリヤ周波数による磁束
は、基本波のそれの周波数分の１　（磁束Φ−Ｅ／ｆ）
となり、基本波（例えば５０Ｈｚ）に対し５１ｋＨｚで
は５０／１０００−１／２０．２ｋＨｚでは５０／２０
００−１／４０となり磁化力も小さく、例λば基本波の
］／２０〜１／４０となり、その磁化力はｏ、５ｘ１０
２　（ＡＴ／ｍ）程度以下となり、第３図に示す６．５
％けい素鋼板６の非透磁率の特性よりわかるように、６
．５％ｉＸｌい素鋼板６の非透磁率μＳと低けい素鋼板
７の非透磁率を比較すると、１ｋＨｚでは２０倍以上、
２ｋＨｚでは約１０倍とほとんど高調波磁束か６゜５％
けい素鋼板６の電気鉄板５で構成される磁気鉄心２の両
端部３及び積層中間部４に任意の間隔に配置された部分
を通ることになる。又、電源の基本周波数が５０Ｈｚや
６０Ｈｚより高い例んば基本周波数が４００Ｈｚとかそ
れ以上の場合、こ。

れのキャリヤ周波数は８ｋＨｚとかそれ以１となり、磁
束の表皮効果により外周部を流れることになり、磁気鉄
心２の両端部３の低磁歪材である電気鉄板５を通ること
となる。したがってこの部分に磁歪発勺−の少ない材料
（６，５％けい素鋼板）を使用しているため、この高調
波磁束による磁１・による騒音、振動の小さい電気機器
さすることかできる。

又、鉄心の積層幅が長い場合には、鉄心積層中間部４で
の高調波磁束を両端部３に積層した高透磁束中で低磁歪
材である電気鉄板５を通零ことが困難となるので、鉄心
積層間部４にも任意の間隔で高透磁率で低磁歪材である
電気鉄板５を積層することにより、鉄心積層間部４での
高調波磁束を有効にこの高透磁率で低磁歪材である電気
鉄板５に通すことが可能となる。【またがってこの部分
に磁歪発生の少ない材料（６゜５％けい素鋼板）を使用
し、ているたｔｌこの高調波磁束による磁歪による騒逃
、振動の小さい電気機器とすることができる。

このよ・）に電源に高周波を含む場合、特に高周波磁束
が通ることより磁歪を発生ずる部分に磁歪発１１の少な
い材料を使用することにより、振動３騒音の小さい電気
機器とすることができる。

（他の実施例） 本発明の実施例においては、鉄心積層間部４に任意の間
隔で積層する高透磁率で低磁歪の電気鉄板５のブロック
を２個の場合について図示し、て説明しているが、この
鉄心ブロックは２個に限定されるものではなく、第４図
乃至第６図のように、１個、３個１４個等積層鉄心の幅
に応じて任意１゜選んでもよい。

本発明の更に他の実施例とし、て、第７図の磁気鉄心の
概略図のように、比較的板厚の厚い・Ｊ盲犬の低けい素
鋼板１　（３，５％以以上リｍｌン含有鉄板或いは純鉄
系鉄板）を用い、この低けい素鋼板］の板厚より薄い板
厚の高周波における透磁率が大きく、しかも低磁歪特性
を有する電気鉄板５（例えば６．５シリコン含有鉄）を
用いることにより、高周波においＣは磁束の表皮効果に
より厚い鉄板は通り難く薄い鉄板のし、かも外周部を流
れることになり、磁気鉄心２の両端部３及び積層間部４
にある低磁歪材である電気鉄板５を通ることとなる。

し５たがって、この部分に磁歪発生の少ない飼料を使用
し、ているため、この高調波磁束による磁歪による音、
振動の小さい電気機器とすることかできる。

又、第８図に本発明の他の実施例の磁気鉄心の概略図を
示すが、高透磁率で低磁歪特性を有する電気鉄板５にお
いて、両端部３に積層する電気鉄板５ａの積層幅Ｌ１を
中間部４に積層する電気鉄板５ｂの積層幅Ｌ２以上にす
ることにより、両端部３での高調波磁束をよりこの高透
磁率で低磁歪の電気鉄板５に通ずことが可能となり、よ
り低騒音で低娠動が６１能となる。

叉、低けい素鋼板と低磁歪の特性を有する材料の組み合
わせ比率は、電源の高調波の含有率によって異なること
は勿論である。

又、本実施例では、低けい素鋼板と高透磁率で低磁歪の
電気鉄板とし５て６．５％けい素鋼板にて説明し、てい
るが、これに限定されるものではなく、ナい素含有量に
関係なく、高周波透磁率と磁歪係数が異なる材料の組み
合わせであれば本発明に含まれるものとする。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、般の電気機器
磁気鉄心として、本発明のように磁気鉄心の両端部及び
積層間部に任意の間隔で高透磁率で低磁歪の電気鉄板を
設けることにより、インバータ電源のような高周波交流
を含む電源で駆動される電気機器を磁歪の小さい低騒音
、低振動にできる等の効果がある。

更に、低けい素鋼板よりも板厚の薄い高透磁率で低磁歪
の電気鉄板を用いることによりこの効果は大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第】図は本発明の−・実施例を示す電気機器の磁気鉄心
構造の概略図、第２図は電気鉄板の磁気特性図、第３図
は電気鉄板の比透磁率特性図、第４図乃至第８図は本発
明の他の実施例を夫々示す第１、図相当である。 １．７・・・低けい素鋼板、　　２・・・磁気鉄心１３
・・・鉄心両端部、　　４・・・鉄心積層間部。 ５．５ａ、５１＞・・・低磁歪電気鉄板。 ６・・・６．５％けい素鋼板。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 第 図 第３図 第６図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２種類以上の材質の異なる薄板電気鉄板を積層し
   てなる磁気鉄心において、その鉄心に普通電気鉄板を積
   層し、その両端部及び積層間部に任意の間隔で上記普通
   電気鉄板より高周波における透磁率が大きくしかも低磁
   歪特性を有する６．５％シリコン含有電気鉄板を積層し
   たことを特徴とする磁気鉄心。
2. （２）上記普通電気鉄板は比較的板厚の厚い寸法のもの
   を用い、この普通電気鉄板の板厚より薄い板厚の６．５
   ％シリコン含有電気鉄板を用いた請求項（１）に記載の
   磁気鉄心。
3. （３）６．５％シリコン含有電気鉄板において、両端部
   に積層する幅を積層間部に積層する幅以上にした請求項
   （１），（２）に記載の磁気鉄心。