CN208570285U

CN208570285U - 电抗器

Info

Publication number: CN208570285U
Application number: CN201821053689.4U
Authority: CN
Inventors: 白水雅朋; 塚田健; 塚田健一; 吉田友和
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2019-03-01
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: US10629360B2; CN109215960A; JP6490156B2; JP2019016690A; DE102018005211A1; CN109215960B; US20190013139A1

Abstract

电抗器含有外周部铁芯和配置于外周部铁芯的内侧的至少三个铁芯线圈。在至少三个铁芯中的相邻的铁芯之间形成有能够磁连结的间隙。线圈配置于在铁芯和外周部铁芯之间形成的线圈空间。在线圈空间的轴向上的截面的至少一个角部带有R，或者，所述至少一个角部是具有100°以上的钝角的内角的多边形的一部分。

Description

电抗器

技术领域

本实用新型涉及具有铁芯以及线圈的电抗器。

背景技术

电抗器含有多个铁芯线圈，各铁芯线圈含有铁芯和卷绕于该铁芯的线圈。并且，在多个铁芯之间形成有规定的间隙。此外，近年来，还存在这样的电抗器，在该电抗器中，在环状的外周部铁芯的内侧配置有多个铁芯以及卷绕于该铁芯的线圈。例如请参照日本特开2017－059805号公报。

实用新型内容

在这样的电抗器中，线圈配置于在外周部铁芯和铁芯之间形成的线圈空间。存在这样的情况：在电抗器的轴向截面中，线圈空间至少局部地为矩形。

但是，在通电时存在如下问题：在通过了线圈的主磁通量通过外周部铁芯时，磁通量集中于矩形的线圈空间的角部，磁通量局部变高。在该情况下，容易引起铁损增加，或磁通量饱和。并且，频率变得越高，铁损越会增加。

因此，期望能够抑制磁通量在线圈空间的角部集中的电抗器。

采用本实用新型的第1技术方案，提供一种电抗器，该电抗器具有：外周部铁芯；至少三个铁芯线圈，其配置于所述外周部铁芯的内侧，所述至少三个铁芯线圈均由铁芯和卷绕于该铁芯的线圈构成，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其他铁芯之间形成有能够磁连结的间隙，所述线圈配置于在所述铁芯和所述外周部铁芯之间形成的线圈空间，在所述线圈空间的轴向上的截面的至少一个角部带有R，或者，所述至少一个角部是具有100°以上的钝角的内角的多边形的一部分。

根据第2技术方案，在第1技术方案的基础上，设为：在所述间隙的长度为所述线圈空间的宽度以上的情况下，所述R的半径为所述线圈空间的宽度的一半以下，在所述间隙的长度比所述线圈空间的宽度小的情况下，所述R的半径比所述间隙的长度的一半大且是所述线圈空间的宽度的一半以下。

根据第3技术方案，在第1或第2技术方案的基础上，所述至少三个铁芯线圈的数量是3的倍数。

根据第4技术方案，在第1或第2技术方案的基础上，所述至少三个铁芯线圈的数量是4以上的偶数。

在第1技术方案中，在线圈空间的角部带有半径R，或者角部是具有钝角的内角的多边形的一部分，因此，能够缓和磁通量集中在角部，其结果，能够降低铁损，而且也难以引起磁通量饱和。

在第2技术方案中，能够利用比较简单的结构缓和磁通量的集中。并且，能够容易地在现有的电抗器的线圈空间的角部带有R。

在第3技术方案中，能够使用电抗器作为三相电抗器。

在第4技术方案中，能够使用电抗器作为单相电抗器。

根据附图所示的本实用新型的典型的实施方式的详细说明，能够进一步明了本实用新型的上述目的、特征以及优点和其他目的、特征以及优点。

附图说明

图1A是基于第一实施方式的电抗器的立体图。

图1B是基于第一实施方式的电抗器的截面图。

图1C是表示图1B所示的电抗器的磁通量密度的图。

图1D是图1C的局部扩大图。

图2A是现有技术的电抗器的截面图。

图2B是表示现有技术的电抗器的磁通量密度的图。

图2C是图2B的局部扩大图。

图3A是基于第二实施方式的电抗器的截面图。

图3B是表示图3A所示的电抗器的磁通量密度的图。

图3C是图3B的局部扩大图。

图4是基于第三实施方式的电抗器的截面图。

图5是基于第四实施方式的电抗器的截面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。在以下的附图中针对同样的构件标注同样的附图标记。为了容易理解，上述附图适当地变更了其比例尺。

在以下的记载中，主要以三相电抗器为例进行说明，但本实用新型的应用不限于三相电抗器，能够广泛应用于各相上求得一定的电感的多相电抗器。而且，本实用新型的电抗器不限于在工业用机器人、机床中的逆变器的初级侧以及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立体图，图1B是基于第一实施方式的电抗器的截面图。如图1A以及图1B所示，电抗器6的芯主体5含有：环状的外周部铁芯20、在外周部铁芯20的内表面沿周向等间隔地配置的至少三个铁芯线圈31～铁芯线圈33。而且，优选的是，铁芯的数量是3的倍数，由此，能够将电抗器6作为三相电抗器来使用。另外，外周部铁芯20也可以是其他形状，例如圆形。铁芯线圈31～铁芯线圈33分别含有：铁芯41～铁芯43和卷绕于该铁芯41～铁芯43的线圈51～线圈53。

外周部铁芯20由沿周向被分割的多个、例如三个外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26构成。外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26分别与铁芯41～铁芯43一体地构成。外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26以及铁芯41～铁芯43通过层叠多个铁板、碳钢板、电磁钢板而形成，或者由压粉铁芯形成。像这样，在外周部铁芯20由多个外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26构成的情况下，即使在外周部铁芯20为大型的情况下，也能够容易地制造这样的外周部铁芯20。另外，铁芯41～铁芯43的数量和外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26的数量也可以不必一致。

根据图1B可知，铁芯41～铁芯43为彼此大致相同的尺寸，且铁芯41～铁芯43沿外周部铁芯20的周向大致等间隔地配置。在图1B中，铁芯41～铁芯43的各自的半径方向外侧端部分别接合于外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26。

并且，铁芯41～铁芯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，铁芯41～铁芯43的顶端角度大约为120度。并且，铁芯41～铁芯43的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～间隙103彼此分离。

换言之，在第一实施方式中，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、间隙103与相邻的两个铁芯42、铁芯43的各自的半径方向内侧端部彼此分离。其他铁芯42～铁芯43也是相同的。另外，理想的是，间隙101～间隙103的尺寸彼此相等，但也可以不相等。根据图1B可知，间隙101～间隙103的交点位于芯主体5的中心。并且，芯主体5绕该中心形成为旋转对称。

在第一实施方式中，将铁芯线圈31～铁芯线圈33配置在外周部铁芯20的内侧。换言之，铁芯线圈31～铁芯线圈33被外周部铁芯20包围。因此，能够降低来自线圈51～线圈53的磁通量向外周部铁芯20的外部泄漏。

再次参照图1B，线圈51～线圈53配置在形成于外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分26和铁芯41～铁芯43之间的线圈空间51a～线圈空间53a。在线圈空间51a～线圈空间53a中，线圈51～线圈53的内周面以及外周面与线圈空间51a～线圈空间53a的内壁相邻。

在电抗器6的轴向的截面中，线圈空间51a含有至少四个角部51c，线圈空间52a含有至少四个角部52c，线圈空间53a含有至少四个角部53c。并且，在第一实施方式中，在这些角部51c～角部53c中的至少一个带有R。在图1B中，在所有的角部51c～角部53c带有R。第一实施方式的R的半径也可以是间隙101～间隙103的长度L的一半和线圈空间51a的宽度W的一半之间的值。在间隙101～间隙103的长度L比线圈空间51a的宽度W大的情况下，R的半径也可以是线圈空间51a的宽度W的一半以下的值。

此外，图2A是现有技术的电抗器的截面图。现有技术的电抗器6’的结构与第一实施方式的电抗器6的结构大概相同。但是，电抗器6’的截面中的线圈空间51a～线圈空间53a的角部51c～角部53c呈直角这一点与电抗器6不同。

在此，图1C以及图2B分别是表示第一实施方式以及现有技术的电抗器的磁通量密度的图。并且，图1D以及图2C分别是图1C以及图2B的局部扩大图。为了容易理解，在这些附图以及后述的其他同样的附图中，省略一部分构件的附图标记的表示。

在图2B以及图2C中，通过线圈空间51a的角部51c附近的磁通量比较密集。相对于此，在图1C以及图1D中，通过线圈空间51a的角部51c附近的磁通量比较稀疏。在第一实施方式中，在线圈空间51a的角部51c带有半径为1mm的R，因此，磁通量集中在角部51c的情况得以缓和。这一情况针对其他角部52c、角部53c也相同。

因此，在第一实施方式中，能够降低铁损，而且也难以引起磁通量饱和。并且可知，在通电了频率较高的电流的情况下，能够提高铁损的降低效果。

并且，图3A是基于第二实施方式的电抗器的截面图。在第二实施方式的电抗器6的轴向的截面中，在线圈空间51a～线圈空间53a的外侧端部，分别配置有带有R的角部51d～角部53d。图3A所示的一个角部51d的截面为半圆形，一个角部51d与图1B所示的带有R的两个角部51c相对应。在第二实施方式中，角部51d～角部53d的R与线圈空间51a的宽度W的一半大致相等。

图3B是表示图3A所示的电抗器的磁通量密度的图，图3C是图3B的局部扩大图。若将这些附图与前述的表示磁通量密度的图相比较，则可知在图3B以及图3C所示的结构中，最能够缓和磁通量的集中。而且，通常频率越高，铁损越是增加。因此，第二实施方式的结构在高频用的电抗器的情况下特别有利。

图4是第三实施方式的电抗器的截面图。图4所示的角部51c’～角部53c’是六边形的一部分。具体而言，线圈空间51a的两个角部51c’和两个角部51c’之间的边相当于六边形的一边和其两端的内角的部分。或者，也可以是，角部51c’～角部53c’是具有100°以上的钝角的内角的多边形的一部分。

在这样的结构中，能够获得与具有大致相当于多边形的一部分的尺寸的R的角部51c～角部53c的情况大致同样的磁通量密度。因此可知，能够获得与前述同样的效果。而且，在第三实施方式中，与带有R的情况相比较，还具有能够容易地制作角部51c’～角部53c’的优点。而且，也可以设为在与多边形的一部分对应的角部51c’～角部53c’带有前述的R。

此外，图5是第四实施方式的电抗器的截面图。图5所示的芯主体5含有：大致八边形形状的外周部铁芯20、配置在外周部铁芯20的内侧且与前述的铁芯线圈同样的四个铁芯线圈31～铁芯线圈34。这些铁芯线圈31～铁芯线圈34在芯主体5的周向上等间隔地配置。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来使用。

根据附图可知，外周部铁芯20由沿周向分割的四个外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分27构成。各个铁芯线圈31～铁芯线圈34含有沿半径方向延伸的铁芯41～铁芯44和卷绕于该铁芯的线圈51～线圈54。而且，铁芯41～铁芯44的各自的半径方向外侧端部分别与外周部铁芯部分21～外周部铁芯部分24一体地形成。另外，铁芯41～铁芯44的数量和外周部铁芯部分24～外周部铁芯部分27的数量也可以不必一致。图1A所示的芯主体5也是同样的。

此外，铁芯41～铁芯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5中，铁芯41～铁芯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，铁芯41～铁芯44的顶端角度大约为90度。并且，铁芯41～铁芯44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～间隙104彼此分离。

在图5所示的线圈空间51a～线圈空间51d的外侧端部分别配置有带有R的角部51d～角部54d。角部51d～角部54d是与前述的角部51d～角部53d同样的形状。即，第四实施方式的角部51d～角部54d的R与线圈空间51a的宽度W的一半大致相等。因此，能够清楚的是，在该情况下，也能够获得与前述同样的效果。另外，将前述的几个实施例适当地组合的情况也包含在本实用新型的范围内。

使用典型的实施方式说明了本实用新型，但能够理解的是，只要是本领域技术人员，在不脱离本实用新型的范围的前提下，能够进行前述的变更以及各种其他变更、省略、追加。

Claims

1.一种电抗器，其特征在于，该电抗器具有：

外周部铁芯；

至少三个铁芯线圈，其配置于所述外周部铁芯的内侧，

所述至少三个铁芯线圈均由铁芯和卷绕于该铁芯的线圈构成，

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其他铁芯之间形成有能够磁连结的间隙，

所述线圈配置于在所述铁芯和所述外周部铁芯之间形成的线圈空间，

在所述线圈空间的轴向上的截面的至少一个角部带有R，或者，所述至少一个角部是具有100°以上的钝角的内角的多边形的一部分。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，

设为：在所述间隙的长度为所述线圈空间的宽度以上的情况下，所述R的半径为所述线圈空间的宽度的一半以下，在所述间隙的长度比所述线圈空间的宽度小的情况下，所述R的半径比所述间隙的长度的一半大且是所述线圈空间的宽度的一半以下。

3.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，

所述至少三个铁芯线圈的数量是3的倍数。

4.根据权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，

所述至少三个铁芯线圈的数量是4以上的偶数。