CN109300661A

CN109300661A - 电抗器

Info

Publication number: CN109300661A
Application number: CN201810679288.8A
Authority: CN
Inventors: 吉田友和; 白水雅朋; 塚田健; 塚田健一
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-06-27
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2038-06-27
Also published as: DE102018005659A1; CN208622562U; US10650960B2; US20190035539A1; JP2019029369A; CN109300661B; JP6560718B2

Abstract

电抗器包含：芯主体，其包含通过层叠多个磁性板而构成的至少三个铁芯；以及端板和基座，其以夹持芯主体的方式紧固于该芯主体。在至少三个铁芯之间形成有能够磁连结的间隙。在端板与芯主体之间以及芯主体与基座之间中的至少一方配置有偏差吸收构件，偏差吸收构件吸收至少三个铁芯在芯主体的轴向上的高度的偏差。

Description

电抗器

技术领域

本发明涉及一种具有端板和基座的电抗器。

背景技术

电抗器包含多个铁芯线圈，各铁芯线圈包含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。例如参照日本特开2000－77242号公报和日本特开2008－210998号公报。而且，还存在一种在环状的外周部铁芯的内侧配置有多个铁芯线圈的电抗器。

发明内容

发明要解决的问题

铁芯分别通过层叠多个磁性板、例如铁板、碳钢板、电磁钢板而形成。而且，通过排列多个铁芯而形成芯主体。然而，还存在磁性板的厚度不均匀的情况，在这样的情况下，铁芯的高度产生偏差。若在这样的状态下将芯主体配置于基座与端板之间并形成电抗器，则在芯主体与基座之间和/或芯主体与端板之间产生间隙。而且，在电抗器通电时，由于存在这样的间隙，因此，存在磁性板产生磁致伸缩而引起噪音和振动的问题。

由此，期望一种吸收铁芯的高度的偏差并抑制噪音和振动的电抗器。

用于解决问题的方案

根据本发明的第一技术方案，提供一种电抗器，该电抗器具备芯主体，该芯主体包含通过层叠多个磁性板而构成的至少三个铁芯，在所述至少三个铁芯中的一个铁芯和与该一个铁芯相邻的另一个铁芯之间形成有能够磁连结的间隙，该电抗器还具备：端板和基座，其以夹持所述芯主体的方式紧固于该芯主体；以及偏差吸收构件，其配置于所述端板与芯主体之间以及所述芯主体与所述基座之间中的至少一方，吸收所述至少三个铁芯在所述芯主体的轴向上的高度的偏差。

根据第二技术方案，在第一技术方案的基础上，所述芯主体包含由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯，所述至少三个铁芯与所述多个外周部铁芯部分相结合，在所述至少三个铁芯卷绕有线圈。

根据第三技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述偏差吸收构件由挠性材料形成。

根据第四技术方案，在第一～第三技术方案的基础上，该电抗器具备多个轴部，该多个轴部配置于所述芯主体的外缘部附近并支承于所述端板和所述基座。

根据第五技术方案，在第一～第四技术方案的基础上，所述至少三个铁芯的数量为3的倍数。

根据第六技术方案，在第一～第四技术方案的基础上，所述至少三个铁芯的数量为4以上的偶数。

发明的效果

在第一技术方案中，由于配置偏差吸收构件，因此，能够吸收铁芯的高度的偏差。因此，端板与芯主体之间以及芯主体与基座之间的间隙消失，能够抑制通电时由磁致伸缩产生的噪音和振动。

在第二技术方案中，由于线圈被外周部铁芯包围起来，因此，能够避免产生磁通泄漏。

在第三技术方案中，能够适当地吸收铁芯的高度的偏差。挠性材料为铝、铜、橡胶或树脂材料。

在第四技术方案中，由于利用多个轴部将端板和基座彼此拉近，因此，能够进一步吸收铁芯的高度的偏差。

在第五技术方案中，能够将电抗器作为三相电抗器使用。

在第六技术方案中，能够将电抗器作为单相电抗器使用。

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、特征及优点和其他的目的、特征及优点。

附图说明

图1A是基于第一实施方式的电抗器的分解立体图。

图1B是图1A所示的电抗器的立体图。

图2是基于第一实施方式的电抗器中包含的芯主体的剖视图。

图3是通常的铁芯的立体图。

图4是电抗器的轴向剖视图。

图5是图1B所示的电抗器的轴向剖视图。

图6是基于第二实施方式的电抗器中包含的芯主体的剖视图。

图7是另一电抗器的轴向剖视图。

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，对相同的构件标注有相同的附图标记。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，能够广泛应用于各相上求得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1A是基于第一实施方式的电抗器的分解立体图，图1B是图1A所示的电抗器的立体图。图1A和图1B所示的电抗器6主要包含芯主体5以及在轴向上夹持并紧固芯主体5的环状的端板81和基座60。端板81和基座60在芯主体5的后述的外周部铁芯20的缘部整体上与外周部铁芯20接触。

端板81和基座60优选由非磁性材料、例如铝、SUS、树脂等形成。在基座60设有具有与芯主体5的端面相对应的外形的环状的突出部61。在突出部61沿着周向以等间隔形成有贯穿基座60的贯通孔60a～60c。端板81也具有相同的外形，在端板81沿着周向以等间隔形成有贯通孔81a～81c。基座60的突出部61的高度和端板81的高度设为略大于线圈51～53的自芯主体5的端部突出的突出高度。

图2是基于第一实施方式的电抗器中包含的芯主体的剖视图。如图2所示，芯主体5包含外周部铁芯20以及与外周部铁芯20彼此磁连结的三个铁芯线圈31～33。在图2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可以是其他的旋转对称形状、例如圆形。在这样的情况下，端板81和基座60设为与外周部铁芯20相对应的形状。而且，铁芯线圈的数量优选为3的倍数，由此，能够将电抗器6作为三相电抗器使用。

由附图可知，各个铁芯线圈31～33包含沿外周部铁芯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。铁芯41～43的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20接触，或者与外周部铁芯20形成为一体。

另外，在图2中，外周部铁芯20由沿着周向以等间隔分割而成的多个、例如三个外周部铁芯部分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。这样，在外周部铁芯20由多个外周部铁芯部分24～26构成的情况下，即使在外周部铁芯20较大型的情况下，也能够容易地制造这样的外周部铁芯20。而且，在外周部铁芯部分24～26形成有贯通孔29a～29c。

此外，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互相分开。

换言之，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、102与相邻的两个铁芯42、43的各自的半径方向内侧端部互相分开。其他的铁芯42、43也相同。另外，间隙101～103的尺寸设为彼此相等。

这样，在本发明中，不需要位于芯主体5的中心部的中心部铁芯，因此，能够轻量且容易地构成芯主体5。此外，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。而且，由于能够以任意的厚度且低成本设置间隙101～103，因此，与以往构造的电抗器相比，在设计方面有利。

此外，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减少。因此，在本发明中，还能够减轻由磁路长度之差引起的电感的失衡。

再次参照图1A，自线圈51～53分别延伸有引线51a～53a、51b～53b。引线51a～53a为输入侧，引线51b～53b为输出侧。而且，引线51a～53a、51b～53b独立地弯曲，由此，引线51a～53a的顶端和引线51b～53b的顶端分别排列成一列。

而且，如图1A所示，偏差吸收构件90配置于端板81与芯主体5之间。偏差吸收构件90吸收铁芯41～43在芯主体5的轴向上的高度的偏差。换言之，端板81隔着偏差吸收构件90安装于芯主体5的一端。偏差吸收构件90除轴向厚度以外具有与端板81大致相同的尺寸。而且，在偏差吸收构件90沿着周向以等间隔形成有贯通孔91a～91c。偏差吸收构件90的厚度优选小于端板81的厚度。

偏差吸收构件90设为由挠性构件、例如铝、SUS、铜、橡胶、树脂等形成。此外，偏差吸收构件90优选由挠性材料且非磁性材料形成。而且，偏差吸收构件90设为由比端板81容易变形的材料形成。因此，能够避免磁场穿过偏差吸收构件90。

端板81和偏差吸收构件90为具有开口部的环状。如图1A所示，线圈51～53的一部分自芯主体5的端面沿着轴向突出。在将端板81和偏差吸收构件90安装于芯主体5时，如图1B所示，线圈51～53的突出部分成为位于偏差吸收构件90和端板81的开口部内。而且，线圈51～53的突出部分的上端成为位于比端板81的上表面靠下方的位置，引线51a～53a、51b～53b成为比端板81的上表面向上方突出。

图3是通常的铁芯的立体图，图4是以往技术的电抗器的轴向剖视图。与外周部铁芯部分24～26一体的铁芯41～44分别通过层叠具有通用的尺寸的规定数量的磁性板40、例如铁板、碳钢板、电磁钢板而形成。然而，严格而言，还存在多个磁性板40的厚度不均匀的情况。由于磁性板40的规定数量相对较大、为数十以上，因此，在层叠规定数量的磁性板40时，存在铁芯41～43的轴向高度产生偏差的情况。这一点在本发明中也相同。

在图4中，铁芯41的高度小于相邻的铁芯42的高度。其结果，虽然在铁芯41的区域内在端板81与最上方的磁性板40之间形成有间隙C，但在铁芯42的区域内并未形成这样的间隙C。由于存在这样的间隙C，因此，在电抗器6通电时，存在因磁性板40产生磁致伸缩而引起噪音和振动的问题。

此外，图5是图1B所示的电抗器的轴向剖视图。如图5所示，在第一实施方式中，挠性的偏差吸收构件90配置于端板81与最上方的磁性板40之间。在偏差吸收构件90被端板81和最上方的磁性板40夹持时，偏差吸收构件90产生变形并填充间隙C。由此，能够吸收铁芯41～43的高度的偏差。因此，即使在电抗器6通电时，也能够避免因磁性板40产生磁致伸缩而引起噪音和振动。

此外，由图1A可知，将多个轴部、例如螺钉99a～99c穿过基座60的贯通孔60a～60c、芯主体5的贯通孔29a～29c、偏差吸收构件90的贯通孔91a～91c、以及端板81的贯通孔81a～81c。而且，优选将基座60、芯主体5、偏差吸收构件90以及端板81彼此螺纹结合。由此，由于利用多个轴部将端板81和基座60彼此拉近，因此，偏差吸收构件90进一步变形。其结果可知，能够进一步吸收铁芯41～43的高度的偏差。

图6是基于第二实施方式的电抗器中包含的芯主体的剖视图。图6所示的芯主体5包含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沿着芯主体5的周向以等间隔配置。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。

由附图可知，外周部铁芯20由沿着周向分割而成的四个外周部铁芯部分24～27构成。各个铁芯线圈31～34包含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24～27一体形成。另外，铁芯41～44的数量与外周部铁芯部分24～27的数量可以不必一致。图2所示的芯主体5也相同。

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互相分开。

在第二实施方式中，与各个外周部铁芯部分24～27一体的铁芯41～44也分别通过层叠通用的规定数量的磁性板40、例如铁板、碳钢板、电磁钢板而形成。因此，存在铁芯41～44之间具有高度的偏差的情况。在这样的情况下，通过同样地在端板81与芯主体5之间配置偏差吸收构件90，能够获得与上述相同的效果。

此外，在第一实施方式和第二实施方式中，还可以同样地在芯主体5与基座60之间配置同样地形成的追加的偏差吸收构件90。或者，如图7所示，可以在芯主体5与基座60之间以及端板81与芯主体5之间这两者配置偏差吸收构件90。此外，还可以是以下的结构：外周部铁芯20不是由多个外周部铁芯部分24～26(27)构成，并且，铁芯41～43(44)与外周部铁芯20的内表面接触。这样的情况也包含在本发明的范围内。

使用典型的实施方式说明了本发明，但本领域技术人员能够理解的是，只要不偏离本发明的范围，就能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。

Claims

1.一种电抗器，其中，

该电抗器具备芯主体，该芯主体包含通过层叠多个磁性板而构成的至少三个铁芯，

在所述至少三个铁芯中的一个铁芯和与该一个铁芯相邻的另一个铁芯之间形成有能够磁连结的间隙，

该电抗器还具备：

端板和基座，其以夹持所述芯主体的方式紧固于该芯主体；以及

偏差吸收构件，其配置于所述端板与芯主体之间以及所述芯主体与所述基座之间中的至少一方，吸收所述至少三个铁芯在所述芯主体的轴向上的高度的偏差。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其中，

所述芯主体包含由多个外周部铁芯部分构成的外周部铁芯，

所述至少三个铁芯与所述多个外周部铁芯部分相结合，

在所述至少三个铁芯卷绕有线圈。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其中，

所述偏差吸收构件由挠性材料形成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电抗器，其中，

该电抗器还具备多个轴部，该多个轴部配置于所述芯主体的外缘部附近并支承于所述端板和所述基座。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电抗器，其中，

所述至少三个铁芯的数量为3的倍数。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的电抗器，其中，

所述至少三个铁芯的数量为4以上的偶数。