CN108933027A - 电抗器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供电抗器及其制造方法。电抗器具有芯主体。芯主体具有:外周部铁芯,其包括多个外周部铁芯部分;至少三个铁芯,其与多个外周部铁芯部分相结合;以及线圈,其卷绕于至少三个铁芯。电抗器具有安装于芯主体的至少一侧的端部的端板。端板具有将多个外周部铁芯部分相互紧固的多个紧固件。
Description
技术领域
本发明涉及具有被分割成多个的外周部铁芯的电抗器及其制造方法。
背景技术
电抗器具有多个铁芯线圈,各铁芯线圈具有铁芯和卷绕于该铁芯的线圈。而且,在多个铁芯之间形成有规定的间隙。例如可以参照日本特开2000-77242号公报和日本特开2008-210998号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而,还存在一种在由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯的内侧配置有多个铁芯线圈的电抗器。在这样的电抗器中,各铁芯分别与外周部铁芯部分一体地构成。
在这样的情况下,上述的间隙的尺寸根据多个外周部铁芯部分的组合精度而变化。在外周部铁芯部分相互偏移地组合的情况下,无法获得期望尺寸的间隙,其结果,存在无法确保假定的电感的问题。而且,还存在为了获得期望的尺寸的间隙而需要特殊的治具的情况。
由此,期望不使用特殊的治具就能够容易地获得期望尺寸的间隙的电抗器。
用于解决问题的方案
根据本发明的第一方案,提供一种电抗器,其中,该电抗器具备芯主体,该芯主体具有:外周部铁芯,其包括多个外周部铁芯部分;至少三个铁芯,其与所述多个外周部铁芯部分相结合;以及线圈,其卷绕于所述至少三个铁芯,该电抗器还具备安装于所述芯主体的至少一侧的端部的端板,该端板具有将所述多个外周部铁芯部分相互紧固的多个紧固件。
根据第二方案,在第一方案的基础上,所述多个紧固件具有多个突起,该多个突起插入于所述线圈与所述多个外周部铁芯部分之间的区域。
根据第三方案,在第一方案或第二方案的基础上,所述端板由非磁性材料形成。
根据第四方案,在第一方案~第三方案中的任一方案的基础上,所述至少三个铁芯线圈的数量为3的倍数。
根据第五方案,在第一方案~第三方案中的任一方案的基础上,所述至少三个铁芯线圈的数量为4以上的偶数。
根据第六方案,在第一方案~第五方案中的任一方案的基础上,在所述多个紧固件紧固所述多个外周部铁芯部分时,所述铁芯的半径方向内侧端部隔着规定尺寸的间隙相互分开。
根据第七方案,提供一种电抗器的制造方法,其中,准备具有多个紧固件的端板,在与所述多个紧固件相对应的位置配置至少三个线圈,准备与构成外周部铁芯的多个外周部铁芯部分相结合的至少三个铁芯,将所述至少三个铁芯分别插入于所述至少三个线圈,并利用所述多个紧固件将所述多个外周部铁芯部分相互紧固,由此,制造所述电抗器。
发明的效果
在第一方案中,由于多个紧固件将多个外周部铁芯部分相互紧固在一起,因此,能够容易地将形成在至少三个铁芯中的互相相邻的两个铁芯之间的间隙维持在期望的尺寸。此外,在制造时不需要特殊的治具就能够显著地提高组装效率。
在第二方案中,多个突起配置于线圈与多个外周部铁芯部分之间的区域,并紧固外周部铁芯部分。
在第三方案中,优选的是,非磁性材料例如为铝、SUS、树脂等,由此,能够避免磁场穿过端板。
在第四方案中,能够将电抗器作为三相电抗器使用。
在第五方案中,能够将电抗器作为单相电抗器使用。
在第六方案中,能够容易地形成期望的尺寸的间隙。
在第七方案中,由于多个紧固件将多个外周部铁芯部分相互紧固在一起,因此,能够容易地将形成在至少三个铁芯中的互相相邻的两个铁芯之间的间隙维持在期望的尺寸。此外,在制造时不需要特殊的治具就能够显著提高组装效率。此外,能够自动制造电抗器。
根据附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明,能够进一步明确本发明的这些目的、特征以及优点和其他的目的、特征以及优点。
附图说明
图1是第一实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。
图2是基于第一实施方式的电抗器的立体图。
图3是端板的俯视图。
图4是第一实施方式的电抗器的俯视图。
图5A是说明第一实施方式的电抗器的制造工序的第一图。
图5B是说明第一实施方式的电抗器的制造工序的第二图。
图6是第二实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。
图7是另一端板的俯视图。
图8是基于第三实施方式的电抗器的立体图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中对相同的构件标注相同的附图标记。为了容易理解,这些附图适当变更了比例尺。
在以下的说明中,主要以三相电抗器为例进行说明,但本发明的应用并不限定于三相电抗器,能够广泛应用于利用各相谋求一定的电感的多相电抗器。另外,本发明所涉及的电抗器并不限定于在工业用机器人、机床中的逆变器的初级侧和次级侧设置的电抗器,能够应用于各种各样的设备。
图1是第一实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。如图1所示,电抗器6的芯主体5具有外周部铁芯20和与外周部铁芯20相互磁连结的三个铁芯线圈31~33。在图1中,在大致六边形的外周部铁芯20的内侧配置有铁芯线圈31~33。这些铁芯线圈31~33在芯主体5的周向上以等间隔配置。
另外,外周部铁芯20还可以是其他的旋转对称形状,例如圆形。在这样的情况下,后述的端板81设为与外周部铁芯20相对应的形状。另外,铁芯线圈的数量为3的倍数即可,该情况下,能够将电抗器6作为三相电抗器使用。
从图中可知,铁芯线圈31~33分别具有沿外周部铁芯20的半径方向延伸的铁芯41~43和卷绕于该铁芯的线圈51~53。外周部铁芯20和铁芯41~43通过层叠多个铁板、碳素钢板、电磁钢板而成,或由压粉铁芯形成。
外周部铁芯20由沿周向被分割成多个、例如三个的外周部铁芯部分24~26构成。外周部铁芯部分24~26分别与铁芯41~43一体地构成。在这样由多个外周部铁芯部分24~26构成外周部铁芯20的情况下,即使外周部铁芯20为大型的情况下,也能够容易地制造那样的外周部铁芯20。另外,铁芯41~43的数量可以不一定与外周部铁芯部分24~26的数量一致。
线圈51~53配置于形成在外周部铁芯部分24~26与铁芯41~43之间的线圈空间51a~53a。在线圈空间51a~53a中,线圈51~53的内周面和外周面与线圈空间51a~53a的内壁相邻。
另外,铁芯41~43的各自的半径方向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在附图中,铁芯41~43的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收敛,其顶端角度约为120度。而且,铁芯41~43的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101~103相互分开。
换言之,铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、102而与相邻的两个铁芯42、43的各自的半径方向内侧端部相互分开。对于其他的铁芯42、43来说也是同样的。另外,间隙101~103的尺寸设为彼此相等的尺寸。
由此,在图1所示的结构中,由于不需要位于芯主体5的中心部的中心部铁芯,因此,能够轻量且简单地构成芯主体5。另外,由于三个铁芯线圈31~33被外周部铁芯20包围起来,因此,由线圈51~53产生的磁场也不会泄漏到外周部铁芯20的外部。另外,由于能够以任意的厚度且以低成本设置间隙101~103,因此,相比于以往构造的电抗器,在设计方面是有利的。
而且,在本发明的芯主体5中,与以往构造的电抗器相比,相间的磁路长度之差变少。因此,在本发明中,还能够减轻由磁路长度之差引起电感的失衡。
图2是基于第一实施方式的电抗器的立体图。在图2和后述的图8中,为了简单化,省略了对线圈51~53的图示。图2所示的电抗器6具有芯主体5和紧固于芯主体5的轴向上的一侧的端面的环状的端板81。端板81作为连结构件起到在芯主体5的后述的外周部铁芯20的整个缘部与外周部铁芯20连结的作用。端板81优选由非磁性材料形成,例如由铝、SUS、树脂等形成。
图3为端板的俯视图。如图3所示,在端板81的内周面设有相对于端板81突出的多个紧固件,例如设有六个突起91a~93b。另外,还可以是其他形式的紧固件。
此外,图4是第一实施方式的电抗器的俯视图。参照图2~图4可知,突起91a、91b形成于与铁芯41的两侧部相对应的位置。同样地,突起92a、92b形成于与铁芯42的两侧部相对应的位置,突起93a、93b形成于与铁芯43的两侧部相对应的位置。
因而,在如图4所示地在芯主体5组装端板81时,突起91a~93b配置于外周部铁芯部分24~26的内周面与线圈51~53之间。而且,突起91a~93b与外周部铁芯部分24~26的内周面接触。
比较图1和图4可知,突起91a~93b的宽度与供线圈51~53配置的线圈空间51a~53a的宽度大概相等。因而,在使突起91a~93b与外周部铁芯部分24~26的内周面接触时,突起91a~93b被夹在线圈空间51a~53a的两内壁之间,并且,抵接线圈空间51a~53a的半径方向外侧端部而被固定。由此,使这些外周部铁芯部分24~26相互紧固。因此,外周部铁芯部分24~26的各自的周向端部相互抵接,其结果,使得铁芯41~43的半径方向内侧端部隔开规定尺寸的间隙101~103地相互分开。换言之,以在安装端板81并插入了突起91a~93b时能够获得期望的尺寸的间隙101~103的方式,确定外周部铁芯部分24~26和铁芯41~43的尺寸。因而,使得电抗器6具有期望的电感。该情况下,由于在制造电抗器6时不需要特殊的治具,因此,能够显著提高组装效率。
从图2和图3可知,优选使作为紧固件的螺钉99a~99c穿过形成于端板81的多个贯通孔81a~81c并与预先形成于外周部铁芯部分24~26的孔29a~29c螺纹结合。由此,能够更准确地将间隙101~103的尺寸维持在期望的尺寸。
此外,图5A和图5B是说明图1所示的电抗器的制造工序的图。首先,如图5A所示,准备具有多个紧固件、例如具有六个突起91a~93b的端板81。而且,在与突起91a、91b相对应的位置配置线圈51。接着,将与铁芯41一体结合的外周部铁芯部分24配置在端板81的外侧。
接着,如图5B所示,使外周部铁芯部分24移动,使铁芯41插入于线圈51。由此,使得突起91a、91b(突起91b在图5B中未示出)位于线圈51与外周部铁芯部分24的内周面之间并与外周部铁芯部分24的内周面接触。
附图中未示出,将其他的线圈52、53也如上所述地配置于与其他的突起92a~93b相对应的位置。而且,同样地,将与外周部铁芯部分25、26一体的铁芯42、43分别插入于线圈52、53。由此,突起91a~93b如上所述地抵接于线圈空间51a~53a的半径方向外侧端部而被固定,其结果,外周部铁芯部分24~26被相互紧固。在这样的情况下,还能够使电抗器6的组装自动化。
然后,如参照图2说明的那样,可以使作为紧固件的螺钉99a~99c穿过端板81的多个贯通孔81a~81c和外周部铁芯部分24~26的孔29a~29c并进行螺纹结合。另外,代替逐个配置线圈51~53,还可以在将至少三个线圈51~53全部配置于上述的位置之后,将铁芯41~43分别按顺序或同时插入于线圈51~53。
另外,还可以将上述的端板81安装于除图1所示的芯主体5以外的芯主体。例如,图6是第二实施方式的电抗器的芯主体的剖视图。图6所示的芯主体5具有大致八边形的外周部铁芯20和配置于外周部铁芯20的内侧的、与上述相同的四个铁芯线圈31~34。这些铁芯线圈31~34在芯主体5的周向上以等间隔配置。而且,铁芯的数量优选为4以上的偶数,由此,能够将具有芯主体5的电抗器作为单相电抗器使用。
从附图可知,外周部铁芯20由沿周向分割而成的四个外周部铁芯部分24~27构成。铁芯线圈31~34分别具有沿半径方向延伸的铁芯41~44和卷绕于该铁芯的线圈51~54。而且,铁芯41~44的各自的半径方向外侧端部分别与外周部铁芯部分21~24一体形成。另外,铁芯41~44的数量可以不一定与外周部铁芯部分24~27的数量一致。图1所示的芯主体5也同样。
此外,铁芯41~44的各自的半径方向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在图6中,铁芯41~44的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收敛,其顶端角度约为90度。而且,铁芯41~44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101~104相互分开。
图7是另一端板的俯视图。图7所示的端板81为大致八边形,与上述相同地设有突起91a~94b。将这样的端板81如上所述地安装于图6所示的芯主体5。可明确的是,该情况下也能够获得与上述相同的效果。
此外,图8是基于第三实施方式的电抗器的立体图。在图8中,在芯主体5的一侧的端部安装有端板81。此外,在芯主体5的另一侧的端部安装有与端板81相同结构的端板82。这样一来,可明确的是,在芯主体5的两端部安装有端板81、82的情况下,能够进一步牢固地紧固外周部铁芯部分24~26。
使用典型的实施方式说明了本发明,对于本领域技术人员而言能够理解的是,在不偏离本发明的范围内,能够进行上述的变更和各种其他的变更、省略、追加。
Claims (7)
1.一种电抗器,其中,
该电抗器具备芯主体,
该芯主体具有:外周部铁芯,其包括多个外周部铁芯部分;至少三个铁芯,其与所述多个外周部铁芯部分相结合;以及线圈,其卷绕于所述至少三个铁芯,
该电抗器还具备安装于所述芯主体的至少一侧的端部的端板,
该端板具有多个紧固件,该多个紧固件将所述多个外周部铁芯部分相互紧固。
2.根据权利要求1所述的电抗器,其中,
所述多个紧固件包含多个突起,该多个突起插入于所述线圈与所述多个外周部铁芯部分之间的区域。
3.根据权利要求1或2所述的电抗器,其中,
所述端板由非磁性材料形成。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电抗器,其中,
所述至少三个铁芯线圈的数量为3的倍数。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的电抗器,其中,
所述至少三个铁芯线圈的数量为4以上的偶数。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电抗器,其中,
在所述多个紧固件紧固所述多个外周部铁芯部分时,所述铁芯的半径方向内侧端部隔开规定尺寸的间隙地相互分开。
7.一种电抗器的制造方法,其中,
准备具有多个紧固件的端板,
在与所述多个紧固件相对应的位置配置至少三个线圈,
准备与构成外周部铁芯的多个外周部铁芯部分相结合的至少三个铁芯,
将所述至少三个铁芯分别插入于所述至少三个线圈,
利用所述多个紧固件将所述多个外周部铁芯部分相互紧固,由此,制造所述电抗器。
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