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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Eisenkern, der einen ersten Eisenkernblock und einen zweiten Eisenkernblock umfasst.
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Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Bei Eisenkernen gemäß dem Stand der Technik ist zwischen einem ersten Eisenkernblock und einem zweiten Eisenkernblock ein Lückenelement angeordnet (siehe z. B. ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 59-15363, 59-19457 und 2-15301).
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Lückenelemente sind im Allgemeinen aus Harzmaterialien hergestellt und haben daher relativ große Dimensionstoleranzen in der Größenordnung von ± 0,1 mm. Wenn eine Lücke zwischen einem ersten Eisenkernblock und einem zweiten Eisenkernblock in der Größenordnung von 1 mm bis 2 mm liegt, wirkt sich die Dimensionstoleranz des Lückenelements stark auf die Induktivität eines Reaktors mit dem Eisenkern aus.
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Lückenelemente sind häufig mit Klebstoffen oder Bändern an Eisenkernblöcken befestigt. Anders ausgedrückt sind die Lückenelemente weder direkt noch fest an den Eisenkernblöcken befestigt und dadurch wird ein Störgeräusch oder Vibration verursacht. Das Bilden von Durchgangslöchern in den Eisenkernblöcken, um die Lückenelemente mit Bolzen oder dergleichen zu befestigen, führt zu einer Steigerung des Eisenverlusts.
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Aus diesem Grund ist es wünschenswert, einen Eisenkern bereitzustellen, dessen Wirkung auf die Induktivität verringert ist, ohne dass es zu einer Steigerung von Störgeräusch, Vibration und Eisenverlust kommt.
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Ein erster Aspekt dieser Offenbarung stellt einen Eisenkern bereit, der einen ersten Eisenkernblock und einen zweiten Eisenkernblock, die so angeordnet sind, dass eine Lücke zwischen ihnen gebildet wird, und ein nicht magnetisches Befestigungselement, das in der Lücke angeordnet ist, umfasst. Das Befestigungselement verbindet den ersten Eisenkernblock und den zweiten Eisenkernblock miteinander.
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Gemäß dem ersten Aspekt verhindert das Befestigungselement, das den ersten Eisenkernblock und den zweiten Eisenkernblock miteinander verbindet, eine Steigerung von Störgeräusch, Vibration und Eisenverlust. Da die Eisenkernblöcke nicht spezifisch maschinell bearbeitet werden müssen, wird eine Wirkung auf die Induktivität ausgeschlossen.
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Die obigen Ziele, Merkmale und Vorteile und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen besser hervor.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht eines Reaktors, der einen Eisenkern umfasst, gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 2A ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Befestigungselements und der Umgebung dieses gemäß der ersten Ausführungsform von der Seite;
- 2B ist eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A in 2A;
- 2C ist eine Zeichnung eines Beispiels für das Befestigungselement;
- 2D ist eine Zeichnung eines weiteren Beispiels für das Befestigungselement;
- 2E ist eine Zeichnung eines noch weiteren Beispiels für das Befestigungselement;
- 3 ist eine Querschnittsansicht eines Eisenkernblocks gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 4A ist eine Draufsicht auf einen Eisenkernblock gemäß dem Stand der Technik von oben;
- 4B ist eine Draufsicht auf einen Eisenkernblock gemäß einer dritten Ausführungsform von oben;
- 4C ist eine Draufsicht auf einen weiteren Eisenkernblock gemäß dem Stand der Technik von oben;
- 4D ist eine Draufsicht auf einen weiteren Eisenkernblock gemäß der dritten Ausführungsform von oben;
- 5A ist eine Querschnittsansicht eines Eisenkernblocks gemäß einer vierten Ausführungsform;
- 5B ist eine weitere Querschnittsansicht des Eisenkernblocks gemäß der vierten Ausführungsform;
- 6 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Reaktors, der einen Eisenkern umfasst; und
- 7 ist eine Querschnittsansicht eines noch weiteren Reaktors, der einen Eisenkern umfasst.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen indizieren die gleichen Bezugszeichen die gleichen Komponenten. Des leichteren Verständnisses wegen wurde der Maßstab der Zeichnungen entsprechend verändert.
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1 ist eine Querschnittsansicht eines Reaktors, der einen Eisenkern umfasst, gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Reaktor 5 einen Außenumfangskern 20 mit einem hexagonalen Querschnitt und zumindest drei Kernspulen 31 bis 33, die mit einer Innenfläche des Außenumfangskerns 20 in Kontakt stehen oder verbunden sind. Der Außenumfangskern 20 kann eine runde Form oder eine andere polygonale Form aufweisen.
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Die Kernspulen 31 bis 33 umfassen Kerne 41 bis 43 und Spulen 51 bis 53, die jeweils auf die Kerne 41 bis 43 gewickelt sind. Jeder des Außenumfangskerns 20 und der Kerne 41 bis 43 wird durch Stapeln von Eisenblechen, Kohlenstoffstahlblechen, elektromagnetischen Stahlblechen oder amorphen Blechen hergestellt oder besteht aus einem magnetischen Material wie z. B. einem gepressten Pulverkern oder Ferrit. Die Anzahl der Kernspulen 31 bis 33 kann ein ganzzahliges Vielfaches von 3 sein und somit kann die Eisenkernbaugruppe, die durch den Außenumfangskern 20 und die Kerne 41 bis 43 gebildet ist, in einem 3-Phasen-Reaktor verwendet werden.
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Ferner laufen die Kerne 41 bis 43 hin zur Mitte des Außenumfangskerns 20 an ihren radialen inneren Endabschnitten zusammen, die jeweils einen Randwinkel von ungefähr 120° aufweisen. Die radialen inneren Endabschnitte der Kerne 41 bis 43 sind durch Lücken 101a bis 103a voneinander getrennt, die magnetisch verbunden sein können. Anders ausgedrückt ist der radiale innere Endabschnitt des Kerns 41 bei der ersten Ausführungsform um die Lücken 101a bzw. 103a von den radialen inneren Endabschnitten der zwei benachbarten Kerne 42 und 43 getrennt. Das Gleiche gilt für die anderen Kerne 42 und 43.
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Ferner weisen die Kerne 41 bis 43 die gleichen Dimensionen wie sie selbst auf und sind in gleichen Intervallen in Umfangsrichtung des Außenumfangskerns 20 angeordnet. In 1 sind Lücken 101b bis 103b jeweils zwischen dem radialen äußeren Endabschnitt jedes der Kerne 41 bis 43 und dem Außenumfangskern 20 gebildet, so dass sie magnetisch verbunden sind.
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Man bemerke, dass die Lücken 101a bis 103a idealerweise die gleichen Dimensionen aufweisen, sie können jedoch auch unterschiedliche Dimensionen aufweisen. Das Gleiche gilt für die Lücken 101b bis 103b. Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen wird ggf. auf eine Beschreibung der Lücken 101a bis 103a, der Kernspulen 31 bis 34 und dergleichen verzichtet.
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Wie oben beschrieben, sind die Kernspulen 31 bis 33 bei der ersten Ausführungsform im Außenumfangskern 20 angeordnet. Anders ausgedrückt sind die Kernspulen 31 bis 33 vom Außenumfangskern 20 umschlossen. Der Außenumfangskern 20 kann das Austreten von magnetischem Fluss, der von den Spulen 51 bis 53 erzeugt wird, nach außen verringern.
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Befestigungselemente 61 bis 63 sind jeweils zwischen jedem der Kerne 41 bis 43 und dem Außenumfangskern 20 angeordnet. Die Mitten der Befestigungselemente 61 bis 63 sind jeweils in den Lücken 101b bis 103b angeordnet. Jedes der Befestigungselemente 61 bis 63 dient dazu, jeden der Kerne 41 bis 43 und den Außenumfangskern 20 zu verbinden.
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Ein Befestigungselement 60 ist in der Mitte des Reaktors 5 angeordnet. Die Mitte des Befestigungselements 60 befindet sich an der Schnittstelle der Lücken 101a bis 103a. Das Befestigungselement 60 dient dazu, die Kerne 41 bis 43 miteinander zu verbinden. Die Befestigungselemente sind aus einem nicht magnetischen Material hergestellt, z. B. SUS, Aluminium oder dergleichen.
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2A ist eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht eines Befestigungselements und der Nähe dieses gemäß der ersten Ausführungsform von der Seite, und 2B ist eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A in 2A. In den Zeichnungen verbindet das Befestigungselement 65 einen ersten Eisenkernblock B1 und einen zweiten Eisenkernblock B2 miteinander. Das Befestigungselement 65 ist ein typisches Beispiel für die Befestigungselemente 60 und 61 bis 63 (64). Die Lücke 100 ist ein typisches Beispiel für die Lücken 101a bis 103a (104a) und 101b bis 103b (104b). 2B veranschaulicht die Lückenlänge G der Lücke 100, die der Distanz zwischen dem ersten Eisenkernblock B1 und dem zweiten Eisenkernblock B2 entspricht.
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Wenn das Befestigungselement 65 die Befestigungselemente 61 bis 63 darstellt, entspricht der erste Eisenkernblock B1 dem Außenumfangskern 20 und entspricht der zweite Eisenkernblock B2 den Kernen 41 bis 43. Wenn das Befestigungselement 65 das Befestigungselement 60 darstellt, entsprechen der erste Eisenkernblock B1 und der zweite Eisenkernblock B2 den Kernen 41 bis 43.
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Ferner ist 2C ist eine Zeichnung eines Beispiels für das Befestigungselement, das in 2A veranschaulicht ist. Das Befestigungselement 65, das in 2C veranschaulicht ist, ist durch einen Bolzen 71 und eine Nuss 72 gebildet. Unter Bezugnahme auf die 2A und 2B ist der Schaft 71a länger als die Dicken des ersten Eisenkernblocks B1 und des zweiten Eisenkernblocks B2 und weist der Schaft 71a des Bolzens 71 einen regelmäßigen hexagonalen Querschnitt auf. Der Schaft 71a kann einen anderen polygonalen Querschnitt oder einen runden Querschnitt aufweisen. Der Kopfabschnitt des Bolzens 71 und die Nuss 72 weisen jeweils einen größeren Durchmesser als die Lückenlänge G auf.
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In diesem Fall wird, nachdem der Schaft 71a des Bolzens 71 in die Lücke 100 eingesetzt wurde, die Nuss 72 auf den Bolzen 71 am Ende, das dem Kopf gegenüberliegt, geschraubt. Somit verbindet das Befestigungselement 65 den ersten Eisenkernblock B1 und den zweiten Eisenkernblock B2 fest miteinander. Wie in 2B gezeigt, sind die Dimensionen des Schafts 71a so bestimmt, dass der maximale Wenderadius des Querschnitts des Schafts 71a größer gleich der Hälfte der Lückenlänge G ist.
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Aus diesem Grund dreht sich der Bolzen 71 nicht mehr in der Lücke 100, nachdem das Befestigungselement 65 den ersten Eisenkernblock B1 und den zweiten Eisenkernblock B2 miteinander verbunden hat. Aus diesem Grund kommt es aus dem ersten Eisenkernblock B1 und dem zweiten Eisenkernblock B2 zu keinem Störgeräusch oder Vibration, und zwar nicht einmal dann, wenn eine Vorrichtung, z. B. ein Reaktor 5, der einen Eisenkern umfasst, der durch den ersten Eisenkernblock B1 und den zweiten Eisenkernblock B2 gebildet ist, betrieben wird. Durchgangslöcher oder dergleichen müssen nicht im ersten Eisenkernblock B1 und im zweiten Eisenkernblock B2 gebildet werden, wodurch es zu keiner Steigerung des Eisenverlusts kommt.
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Da das Befestigungselement 65, das aus dem nicht magnetischen Material hergestellt ist, den ersten Eisenkernblock B1 und den zweiten Eisenkernblock B2 fest verbindet, muss ferner kein Lückenelement verwendet werden, das aus einem Harzmaterial oder dergleichen hergestellt ist. Somit wird die Lückenlänge G der Lücke 100 durch die Genauigkeit der maschinellen Bearbeitung bei der maschinellen Bearbeitung der Eisenkernblöcke B1 und dergleichen und des Befestigungselements 65 definiert, z. B. eine Dimensionstoleranz in der Größenordnung von ± 0,02 mm. Ferner müssen die Eisenkernblöcke B1 und B2 nicht spezifisch maschinell bearbeitet sein. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Wirkung auf die Induktivität des Reaktors 5 auszuschließen.
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Wenn das Befestigungselement 65 eine Schraube, einen Bolzen oder dergleichen umfasst, kann das Befestigungselement 65 die Eisenkernblöcke B1 und B2 länger verbinden, als dies bei Verwendung von Klebstoff der Fall wäre. Da der Bolzen und dergleichen, der aus dem nicht magnetischen Material hergestellt ist, den magnetischen Fluss, der durch den Eisenkern fließt, kaum stört, wird ferner die Größe des Eisenkerns, der die Eisenkernblöcke B1 und B2 umfasst, nicht erhöht.
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Die 2D und 2E veranschaulichen andere Beispiele für das Befestigungselement. Das Befestigungselement 65, das in 2D veranschaulicht ist, ist durch eine Stange 74 mit Innengewinde, das in beiden Endflächen der Stange 74 gebildet ist, und zwei Schrauben 73 gebildet. Das Befestigungselement 65, das in 2E veranschaulicht ist, ist durch eine Stange 74 mit Gewinde, das von beiden Endflächen der Stange 74 hervorsteht, und zwei Nüssen 72 gebildet. Der Querschnitt jeder Stange 74 ähnelt jenem des Schafts 71a des Bolzens 71. In diesen Fällen sind die Befestigungselemente 65 aus dem oben beschriebenen nicht magnetischen Material hergestellt. Aus diesem Grund können die gleichen Wirkungen wie oben erzielt werden.
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3 ist eine Draufsicht auf einen Eisenkernblock gemäß einer zweiten Ausführungsform von oben in der gleichen Ansicht wie in 2B. In 3 sind vertiefte Abschnitte 75 in einer Oberfläche eines ersten Eisenkernblocks B1 und einer Oberfläche eines zweiten Eisenkernblocks B2 gebildet, die einer Lücke 100 zugewandt sind, in einer Form, die dem Befestigungselement 65 entspricht. Der Querschnitt des vertieften Abschnitts 75 kann jedwede andere Form außer ein Halbkreis sein. Der vertiefte Abschnitt 75 ist ggf. in der Oberfläche von nur einem des ersten Eisenkernblocks B1 und des zweiten Eisenkernblocks B2 gebildet.
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Ein bestehender Bolzen 71, der als Befestigungselement 65 zu verwenden ist, weist ggf. Dimensionen auf, die für die Lückenlänge G ungeeignet sind. Beispielsweise kann der maximale Wenderadius des bestehenden Bolzens 71, der als Befestigungselement 65 verwendet werden kann, größer als die Hälfte der Lückenlänge G sein. In einem solchen Fall kann ein vertiefter Abschnitt 75 in zumindest einem eines ersten Eisenkernblocks B1 und eines zweiten Eisenkernblocks B2 gebildet sein und kann der bestehende Bolzen 71 somit in einer Lücke 100 mit der gewünschten Lückenlänge G angeordnet sein.
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Anders ausgedrückt kann ein Befestigungselement 65 mit gewünschten Dimensionen verwendet werden, unabhängig von der Lückenlänge G der Lücke 100. Der vertiefte Abschnitt 75 weist vorzugsweise eine Mindestform auf, die dem Befestigungselement 65 entspricht, und führt somit zu einer verringerten Wirkung auf die Induktivität.
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4A ist eine Draufsicht auf einen Eisenkernblock gemäß dem Stand der Technik von oben. In 4A stellen die dicken Linien die Oberflächen des ersten Eisenkernblocks B1 und des zweiten Eisenkernblocks B2 dar, die die Lücke 100 bilden. Wenn der Reaktor 5 betrieben wird, läuft der magnetische Hauptfluss durch die Oberflächen des ersten Eisenkernblocks B1 und des zweiten Eisenkernblocks B2, wie durch die dicken Linien dargestellt. Wenn das Befestigungselement 65 (in 4A nicht veranschaulicht), jedoch in der Lücke 100 angeordnet ist, verringert sich die Größe der Lücke 100 um das Befestigungselement 65 und somit wird die Größe (Querschnittsfläche) der Lücke 100 in Bezug auf die Größen (Querschnittsflächen) der Eisenkernblöcke B1 und B2, durch die der magnetische Hauptfluss läuft, verringert.
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4B ist eine Draufsicht auf einen Eisenkernblock gemäß einer dritten Ausführungsform von oben. In 4B sind Lückenerweiterungsabschnitte 81 auf beiden Seitenflächen jedes des ersten Eisenkernblocks B1 und des zweiten Eisenkernblocks B2 bereitgestellt. Die Lückenerweiterungsabschnitte 81 sind auf den Oberflächen jedes des ersten Eisenkernblocks B1 und des zweiten Eisenkernblocks B2 der Oberfläche, die die Lücke 100 bildet, benachbart gebildet. Die Lückenerweiterungsabschnitte 81 dienen dazu, die Lücke 100 in einem Teil der Eisenkernblöcke B1 und B2 zu erweitern. Die Lückenerweiterungsabschnitte 81 sind vorzugsweise mit dem ersten Eisenkernblock B1 und dem zweiten Eisenkernblock B2 integral ausgebildet.
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In 4B teilt ein Befestigungselement 65, das in der Lücke 100 angeordnet ist, die Lücke 100 in einen ersten Lückenabschnitt 100a und einen zweiten Lückenabschnitt 100b. Die Dimensionen der Lückenerweiterungsabschnitte 81 sind so bestimmt, dass die Summe der Dimension L1 des ersten Lückenabschnitts 100a und der Dimension L2 des zweiten Lückenabschnitts 100b gleich der Dimension L0 (Breite) der Lücke 100 ist. In 4B weisen die Lückenerweiterungsabschnitte 81 die gleiche Dimension wie sie selbst auf.
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Anders ausgedrückt ist die maximale Breite der Lückenerweiterungsabschnitte 81, die auf beiden Seitenflächen des ersten Eisenkernblocks B1 und dergleichen bereitgestellt sind, im Wesentlichen gleich die Summe der Dimension L1 des ersten Lückenabschnitts 100a, der Dimension L2 des zweiten Lückenabschnitts 100b und des Durchmessers eines Schafts 71a eines Bolzens 71. Ferner können die Dimensionen der Lückenerweiterungsabschnitte 81 zwischen einer Seite des Eisenkernblocks und der anderen Seite dieses unterschiedlich sein, solange die Summe der Dimension L1 des ersten Lückenabschnitts 100a und der Dimension L2 des zweiten Lückenabschnitts 100b gleich der Dimension L0 der Lücke 100 ist.
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Wie oben beschrieben, kann die durch Anordnen des Befestigungselements 65 verringerte Größe der Lücke 100 durch Bereitstellen der Lückenerweiterungsabschnitte 81 ausgeglichen werden. Folglich wird verhindert, dass sich die elektrischen Charakteristika des Reaktors 5 verändern. Um gewünschte elektrische Charakteristika zu erhalten, können die Dimensionen der Lückenerweiterungsabschnitte 81 geändert werden.
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4C ist eine Draufsicht auf einen weiteren Eisenkernblock gemäß dem Stand der Technik von oben. 4D ist eine Draufsicht auf einen weiteren Eisenkernblock gemäß der dritten Ausführungsform von oben. In diesen Zeichnungen ist der erste Eisenkernblock B1 kleiner als der zweite Eisenkernblock B2.
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Wie in 4D gezeigt, springt in diesem Fall ein kleinerer erster Eisenkernblock B1 teilweise vor, während ein größerer zweiter Eisenkernblock B2 gemäß dem ersten Eisenkernblock B1 teilweise vertieft ist. In 4D umfasst der erste Eisenkernblock B1 einen trapezförmigen vorspringenden Abschnitt 82, während der zweite Eisenkernblock B2 einen trapezförmigen vertieften Abschnitt 83 umfasst. Der trapezförmige vorspringende Abschnitt 82 und der trapezförmige vertiefte Abschnitt 83 sind Beispiele für den Lückenerweiterungsabschnitt 81. Man bemerke, dass der trapezförmige vorspringende Abschnitt 82 und der trapezförmige vertiefte Abschnitt 83 in anderen Formen ausgebildet sein können.
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Wie in 4D gezeigt, sind die Dimensionen des trapezförmigen vorspringenden Abschnitts 82 so bestimmt, dass die Summe der Dimensionen L3 bis L6 einzelner Teile des trapezförmigen vorspringenden Abschnitts 82, nachdem ein Befestigungselement 65 in einer Lücke 100 angeordnet wurde, gleich der Dimension L0 einer Oberfläche eines ersten Eisenkernblocks B1 ist, die der Lücke 100 zugewandt ist, wie in 4C veranschaulicht. Auf die gleiche Weise sind die Dimensionen des vertieften vorspringenden Abschnitts 83 so bestimmt, dass die Summe der Dimensionen L7 bis L10 einzelner Teile des trapezförmigen vertieften Abschnitts 83, nachdem das Befestigungselement 65 in die Lücke 100 angeordnet wurde, gleich der Dimension L0 eines Teils einer Oberfläche eines zweiten Eisenkernblocks B2 ist, die der Lücke 100 zugewandt ist, wie in 4C veranschaulicht. In diesem Fall können die gleichen Wirkungen wie oben erzielt werden.
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5A ist eine Querschnittsansicht eines Eisenkernblocks gemäß einer vierten Ausführungsform in der gleichen Ansicht wie in 2B. Des leichteren Verständnisses wegen wurde in FIG. 5A und FIG. 5B, die nachstehend beschrieben ist, auf eine Nuss 72 verzichtet. In den Zeichnungen weist der Bolzen 71, der als Befestigungselement 65 zu verwenden ist, einen runden Querschnitt und einen Durchmesser auf, der ungefähr gleich wie die Lückenlänge G ist.
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In 5A ist ein Vorsprung 76 im Schaft 71a des Bolzens 71 als rotationshemmendes Element bereitgestellt. Nachdem das Befestigungselement 65 den ersten Eisenkernblock B1 und den zweiten Eisenkernblock B2 verbunden hat, kann sich der Bolzen 71 des Befestigungselements 65 aufgrund des Vorsprungs 76 nicht drehen. Aus diesem Grund verhindert der Vorsprung 76, dass sich das Befestigungselement 65 lockert.
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5B ist eine weitere Querschnittsansicht des Eisenblocks gemäß der vierten Ausführungsform in der gleichen Ansicht wie in 5A. In 5B ist eine Buchse 77, z. B. eine Grube, zum Aufnehmen des Vorsprungs 76 im zweiten Eisenkernblock B2 gebildet, zusätzlich zum Vorsprung 76, der im Schaft 71a des Bolzens 71 gebildet ist. In 5B agiert sowohl der Vorsprung 76 als auch die Buchse 77 als rotationshemmendes Element. In diesem Fall ist der Bolzen 71 in der Lücke 100 in einer solchen Richtung angeordnet, dass der Vorsprung 76 in die Buchse 77 gepasst wird. In diesem Fall kann sich der Bolzen 71 des Befestigungselements 65 nicht drehen, wodurch die gleichen Wirkungen wie oben erzielt werden.
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Auch wenn dies nicht veranschaulicht ist, so kann die Buchse 77 im Schaft 71a gebildet sein, während der Vorsprung 76 im zweiten Eisenkernblock B2 gebildet sein kann. Die vierte Ausführungsform umfasst Fälle, bei denen eine Mehrzahl von rotationshemmenden Elementen bereitgestellt ist.
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6 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Reaktors, der einen Eisenkern umfasst. Wie in 6 gezeigt, umfasst der Reaktor 5 hauptsächlich einen Außenumfangskern 20 und einen mittleren Kern 10, der im Außenumfangskern 20 angeordnet ist. Der mittlere Kern 10 umfasst drei Erweiterungsabschnitte 11 bis 13, die in gleichen Intervallen in Umfangsrichtung angeordnet sind. Die Erweiterungsabschnitte 11 bis 13 bilden einen Teil des mittleren Kerns 10. In 6 bilden die Erweiterungsabschnitte 11 bis 13 und Spulen 51 bis 53, die auf die Erweiterungsabschnitte 11 bis 13 gewickelt sind, jeweils Kernspulen 31 bis 33.
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Befestigungselemente 61 bis 63 sind jeweils zwischen jedem der Erweiterungsabschnitte 11 bis 13 und dem Außenumfangskern 20 angeordnet. Die Mitten der Befestigungselemente 61 bis 63 sind in Lücken 101b bis 103b angeordnet, die magnetisch verbunden sein können. Die Befestigungselemente 61 bis 63 dienen dazu, jeden der Erweiterungsabschnitte 11 bis 13 und den Außenumfangskern 20 miteinander zu verbinden.
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7 ist eine Querschnittsansicht eines noch weiteren Reaktors, der einen Eisenkern umfasst. Wie in 7 gezeigt, umfasst der Reaktor 5 einen ungefähr oktogonalen Außenumfangskern 20 und vier Kernspulen 31 bis 34, die den oben beschriebenen Kernspulen ähneln, die im Außenumfangskern 20 angeordnet sind. Die Kernspulen 31 bis 34 sind in gleichen Intervallen in Umfangsrichtung des Reaktors 5 angeordnet. Die Anzahl von Kernen ist vorzugsweise eine gerade Anzahl von 4 oder mehr und somit kann der Reaktor 5 als 1-Phasen-Reaktor verwendet werden.
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Aus der Zeichnung geht hervor, dass die Kernspulen 31 bis 34 Kerne 41 bis 44 und Spulen 51 bis 54 umfassen, die jeweils auf die Kerne 41 bis 44 gewickelt sind. Lücken 101b bis 104b sind jeweils zwischen dem radialen äußeren Endabschnitt jedes der Kerne 41 bis 44 und dem Außenumfangskern 20 gebildet, so dass sie magnetisch verbunden sind.
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Ferner ist der radiale innere Endabschnitt jedes der Kerne 41 bis 44 in der Umgebung der Mitte des Außenumfangskerns 20 angeordnet. In 7 laufen die Kerne 41 bis 44 hin zur Mitte des Außenumfangskerns 20 an ihren radialen inneren Endabschnitten zusammen, die jeweils einen Randwinkel von ungefähr 90° aufweisen. Die radialen inneren Endabschnitte der Kerne 41 bis 44 sind durch Lücken 101a bis 104a voneinander getrennt, die magnetisch verbunden sein können.
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Befestigungselemente 61 bis 64 sind jeweils zwischen jedem der Kerne 41 bis 44 und dem Außenumfangskern 20 angeordnet. Die Mitten der Befestigungselemente 61 bis 64 sind jeweils in den Lücken 101b bis 104b angeordnet, die magnetisch verbunden sein können. Die Befestigungselemente 61 bis 64 dienen dazu, jeden der Kerne 41 bis 44 und den Außenumfangskern 20 miteinander zu verbinden. Ferner ist ein Befestigungselement 60 in der Mitte des Reaktors 5 angeordnet. Die Mitte des Befestigungselements 60 befindet sich an der Schnittstelle der Lücken 101a bis 104a. Das Befestigungselement 60 dient dazu, die Kerne 41 bis 44 miteinander zu verbinden. Der in den 6 und 7 veranschaulichten Ausführungsformen erzielen die gleichen Wirkungen wie oben.
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Die Reaktoren 5 sind unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, diese Offenbarung umfasst jedoch potenzielle Wandler mit der gleichen Struktur wie oben.
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Ferner umfasst diese Offenbarung geeignete Kombinationen mancher der oben beschriebenen Ausführungsformen.
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Aspekte der Offenbarung
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Ein erster Aspekt stellt einen Eisenkern bereit, der einen ersten Eisenkernblock (B1) und einen zweiten Eisenkernblock (B2), die so angeordnet sind, dass eine Lücke (100) zwischen ihnen gebildet wird; und ein nicht magnetisches Befestigungselement (65), das in der Lücke angeordnet ist, um den ersten Eisenkernblock und den zweiten Eisenkernblock miteinander zu verbinden, umfasst.
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Gemäß einem zweiten Aspekt ist unter dem ersten Aspekt ein vertiefter Abschnitt (75), der dem Befestigungselement entspricht, in zumindest einem des ersten Eisenkernblocks und des zweiten Eisenkernblocks gebildet.
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Gemäß einem dritten Aspekt umfasst unter dem ersten oder dem zweiten Aspekt zumindest eines von einem Teil des ersten Eisenkernblocks, der der Lücke zugewandt ist, und einem Teil des zweiten Eisenkernblocks, der der Lücke zugewandt ist, ein Lückenerweiterungselement (81) zum Erweitern der Lücke.
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Ein vierter Aspekt umfasst unter einem beliebigen des ersten bis dritten Aspekte ferner ein rotationshemmendes Element (76, 77), das eine Drehung des Befestigungselements in der Lücke verhindert.
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Gemäß einem fünften Aspekt ist unter einem beliebigen der ersten bis vierten Aspekte eine Mehrzahl der zweiten Eisenkernblöcke im ersten Eisenkernblock in Ringform angeordnet und ist eine Spule auf jeden der zweiten Eisenkernblöcke gewickelt.
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Gemäß einem sechsten Aspekt ist unter dem fünften Aspekt die Anzahl der zweiten Eisenkernblöcke mit den darauf gewickelten Spulen ein ganzzahliges Vielfaches von 3.
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Gemäß einem siebten Aspekt ist unter dem fünften Aspekt die Anzahl der zweiten Eisenkernblöcke mit den darauf gewickelten Spulen eine gerade Zahl von 4 oder mehr.
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Vorteilhafte Wirkungen der Aspekte
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Gemäß dem ersten Aspekt verhindert das Befestigungselement, das den ersten Eisenkernblock und den zweiten Eisenkernblock miteinander verbindet, eine Steigerung von Störgeräusch, Vibration und Eisenverlust. Die Eisenkernblöcke müssen nicht spezifisch maschinell bearbeitet werden und führen daher zu keiner Wirkung auf die Induktivität.
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Der zweite Aspekt ermöglicht die Verwendung eines Befestigungselements mit gewünschten Dimensionen, unabhängig von den Dimensionen der Lücke. Da der vertiefte Abschnitt eine Mindestform aufweist, die dem Befestigungselement entspricht, kann die Wirkung auf die Induktivität verringert werden.
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Wenn das Befestigungselement angeordnet ist, wird die Größe der Lücke in Bezug auf die Größen (Querschnittsflächen) der Eisenkernblöcke, durch die der magnetische Hauptfluss fließt, verringert. Durch Bereitstellen des Lückenerweiterungsabschnitts kann die verringerte Größe der Lücke unter dem dritten Aspekt ausgeglichen werden.
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Gemäß dem vierten Aspekt verhindert das rotationshemmende Elemente ein Drehen des Befestigungselements. Dies verhindert, dass sich das Befestigungselement lockert. Das rotationshemmende Element ist vorzugsweise z. B. ein Vorsprung und das rotationshemmende Element kann eine Grube zum Aufnehmen des Vorsprungs umfassen. Das rotationshemmende Element kann im Befestigungselement, im ersten Eisenkernblock oder im zweiten Eisenkernblock bereitgestellt sein.
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Gemäß dem fünften Aspekt kann der Eisenkern in einem Reaktor verwendet werden.
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Gemäß dem sechsten Aspekt kann der Eisenkern in einem 3-Phasen-Reaktor verwendet werden.
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Gemäß dem siebten Aspekt kann der Eisenkern in einem 1-Phasen-Reaktor verwendet werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde oben unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, für den Fachmann ist jedoch offensichtlich, dass die obigen Modifikationen und diverse andere Modifikationen, Auslassungen und Ergänzungen vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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