JP2000511348A - 制御可能なインダクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御可能なインダクタは、少なくとも、筒状コア３と、該コアを囲繞するメイン巻線１と、コアを実質的に軸線方向に通っている制御巻線４とを有している。該インダクタは、高い透磁性を有している材料のヨーク１９も有しており、該ヨーク１９はコアとメイン巻線との外側を延在するよう配備されているとともに、コアとともに、閉ループを形成するよう配備されており、該閉ループは、前記メイン巻線における電流によりコア内に発生されるメイン磁束のための多くとも小さいエアギャップを有しており、また、前記閉ループはコアに対して実質上軸線方向に延在している。制御巻線は、コアを通って実質的に軸線方向に延在している優れた電導性を有する材料の第１の板を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 制御可能なインダクタ 発明の分野及び従来技術 本発明は、筒状のコアと、このコアを囲繞しているメイン巻線と、そのコアを 実質的に軸線方向に通っている制御巻線とを少なくとも有している制御可能なイ ンダクタに関する。 このような制御可能なインダクタは、それのメイン巻線を介して、電力線のご ときいずれかの電気回路に接続されていてもよく、例えば、この回路に発生され る高調波電流を消弧するためのインダクタンスをこの回路に提供するようになっ ている。次いで、コアの透磁性、及び、それにより、インダクタのインダクタン スは、上記制御巻線におけるコアを介する軸線方向の流れとされる電気制御電流 を修正することにより制御され得る。このような制御可能なインダクタをコンデ ンサに直列に接続することにより、いわゆる高調波フィルターが得られ、この高 調波フィルターは、例えば、出願人のWO 94/11891で既に知られており、インダ クタのインダクタンスを制御することにより、インピーダンスを或る周波数に対 して低く制御することができ、ネットワークの基本周波数の倍数、例えば、１１ である周波数を有する高調波電流をフェードアウトしている。 通常、交流電圧はメイン巻線に接続されているが、オーバーラップした交流電 圧を備えた直流電圧をメイン巻線に接続することも可能である。しかし、その場 合、インダクタは交流電圧部に対して有用な影響を有しているだけである。制御 巻線を流される制御電流は通常直流であるが、制御電流として交流を用いる方が かえって可能であり、また、このような交流制御電流を制御することにより、メ イン巻線に高調波電流を及びコアに損失を生じさせる制御巻線に誘発された電圧 でさえも適宜に取り除くことができてしまう。 既に知られている制御可能なインダクタにおいては、コアを実質的に軸線方向 に延在しているメイン磁束は、コア及びメイン巻線の外側の空気内に密閉されて しまい、いわゆる空気リアクタが形成されてしまうが、このようなインダクタの 欠点は、約１０％のファクターにより、概してしばしばでのみ比較的狭い間隔内 で該インダクタがインダクタンスの調整を可能にすることである。このようなイ ンダクタのインダクタンスのこの狭い調整間隔は、それの使用領域を強く制限し 、それ故、このインダクタは高調波フィルターとして主に用いることができる。 また、何等の制御巻線を有していない他の制御可能なインダクタも知られてい るが、これらは、原則として、制御可能なインダクタンスを備えることが可能な 問題の回路に対して固定されるが、しかし、異なるこのようなインダクタを貫通 して中間的に接続するように見なすことができる。この原理に従って機能するこ のような固定されたインダクタにおいては、高調波あるいは上音の発生が大きく 、主にいくつかのフィルターバンクの必要性に対してかなりの欠点がその結果生 じ、発生された高調波を除去するようになっている。加えて、これらのインダク タは水で冷却されるべきサイリスタにより制御されねばならず、また、それによ り、高価な制御機器を介して制御されねばならない。 発明の開示 本発明の目的は、導入部で定義された形式の制御可能なインダクタを提供する ことであり、このインダクタは簡単な構造を有していて、それにより、安価であ り、また、それの機能と同時に信頼性があり、且つ、そのインダクタは比較的広 い範囲内でインダクタンスを調整することを可能にしていて上述した既に知られ ているインダクタに関してこのような制御可能なインダクタの使用分野を広げて いる。 本発明によれば、この目的は、このような制御可能なインダクタに、高い透磁 性を有している材料のヨークを備えることにより達成され、この高い透磁性を有 している材料は、コア及びメイン巻線の外側を延在するようにされているととも に、このコアと一緒に、メイン巻線における電流によりそのコアに発生されるメ イン磁束のための小さなエアギャップをよくても有している閉ループを形成して おり、また、この閉ループはコア内を実質的に軸線方向に延在しており、また、 制御巻線は、このコアを通って実質的に軸線方向に延在し且つ優れた導電率を有 する材料である第１の板を有している。 制御巻線が上記第１の板を有しているおかげで、低価格で制御巻線を得ること が可能であるが、なかでも、インダクタの安定した機械的構造を得ることが可能 であり、もって、メイン巻線の外側の経路に制御巻線を導通させることが可能に なり、それにより、本発明によれば、メイン磁束に対してこのように備えられた ループにおける多くとも小さなエアギャップでコアを通るメイン磁束を閉じるヨ ークを配備することが可能である。よくても小さなエアギャップを有しているこ のようなインダクタにおいて非常に高い制御性が得られる。何故なら、エネルギ ーの大部分が空気中に蓄えられていて、それにより、正に、簡単には調整するこ とができないいわゆる空気リアクタと違って、蓄えられたエネルギーのメイン部 分が、低い透磁性を有している材料内にあるからである。それに対し、本発明に よる形式のインダクタにおいては、インダクタンスの調整は、ファクター５ある いはそれ以上により簡単なごとく、既に知られた導入部に定義されている形式の インダクタにおけるよりもかなり大きな範囲まで可能にされている。「小さなエ アギャップ」はコアの壁の厚みに対して小さいエアギャップとして定義されてい て、渦電流の損失を回避することができるようにされている。インダクタのイン ダクタンスの特に大きな制御性が必要とされない場合、コアに多くの小さなこの ような分布されたエアギャップを配備することは確かに可能である。何故なら、 この方法では鉄を節減することができ、また、インダクタ全体のコストを低くす ることができるからである。しかし、エアギャップが最小の場合、最も大きな制 御性が得られる。 この形式のインダクタに対する可能な使用領域は、交番する電圧動力線におい てそれらスイッチィングを行うことであり、この交番する電圧動力線は、それに 組み込まれた、例えば、ケーブルネットワークに組み込まれた高いキャパシタン スを有している。インダクタの中間接続により、所望の寸法のインダクタンスを 加えることができ、それにより、動力線のリアクタンスは、線を介してのより有 効なエネルギー転送に対して減少させることができる。 本発明の好適実施例によれば、制御巻線も、コアとメイン巻線との外側を延在 していて優れた導電率を有している材料でなる第２の板を有しており、この板は 上記第１の板に電気的に接続されているとともにコアを通る第１の板における電 流の流れに対する閉ループをともに形成するようになっている。制御巻線のこの ような構造によって、これは非常に安定した機械的構造の双方を受領し、それに より、それの機能は時間にわたって一定であり且つ信頼性があり、また、製造す るのに簡単にもなり、また、安価にもなる。 本発明の別の好適実施例によれば、第１の板は、それらの大きな平坦な面を互 いに接した状態で一体に押圧された板の異なるパッケージ内に配備されており、 このパッケージは１つあるいはそれ以上の板を有しており、また、これらの板パ ッケージは実質的に同じ断面積を有している。それにより、１つの、そして、同 じ厚さを有している板は導体を得るために用いることができ、この導体は、同じ 断面を実質的に有しているコアを介しての制御電流に対し、板パッケージにより 構成され、それにより、実質上正に等しく損失熱が各導体に発生され、局部的過 熱での問題は何等存在しない。 最後に述べた実施例の更なる開発によれば、板パッケージはコアの中心に向か って第１の板の大きく平坦な面に対して直角なコアの半径の方向に減少された厚 みを有していてこのコアの内方中空空間の最大充填を得ている。制御巻線のかよ うな設計により、言い換えれば、これら板が、コアの半径に平行でそれらの大き く平坦な面の方向に幅広くされていてもかまわない制御板の厚さの減少により、 コアの内方中空空間の最大充填、及び、それにより、インダクタの優れた制御性 を得ることができる。 本発明の別の好適実施例によれば、ヨークは板を有しており、該板はコアの各 端部で実質的に互いに平行に延在するようにされているとともに、該ヨークの大 きな面は、コアの半径及び該コアの軸線によって画成される面と平行であり、前 記ヨーク板の縁部はそれぞれのコア端部のごく近くに置かれていてそれらの間に 何等実質的なエアギャップなしにコアからメイン磁束を受領するようにされ、ま た、前記第２の制御板は並んで配備されたヨーク板間の空間に配置されていると ともにヨーク板と実質的に同じ室内での方向を有しており、それにより、ヨーク 板及びこれらの制御板はサンドイッチ構造を形成している。この実施例は非常に 有利である。何故なら、制御巻線に含まれる第２の制御板の何等現実の妨害なし に実質上互いに平行に延在しているヨーク板は実質的に全体の区域を覆うように されてもかまわないからであり、この全体の区域を通して、更に導かれるべきメ イン磁束は覆うように期待されてもよく、それにより、クロスフラックス板は必 要とされず、また、それにより生じるヨーク及び渦電流の損失のクロス磁化は回 避される。制御巻線の板が低い透磁性を有する材料のものであり、言い換えれば 、高いリラクタンス即ち磁気抵抗を有する材料のものであるという事実により、 ヨーク板に垂直なリラクタンスはこのようにして高くすることができ、それによ り、制御フラックスは、コアの端部で該コアから出て行くのが阻止され、また、 ヨークに入って行くのが阻止されている。ヨークにおける制御フラックスはそれ の透磁性を害し、その結果、損失を増大させる。 本発明の更なる好適実施例によれば、前記第２の制御板は、それらの大きな平 坦な面が第１の制御板の大きな平坦な面と実質的に平行な状態で配備されており 、また、各制御板パッケージの少なくとも第１の制御板は、コアに近接して置か れたそれぞれの第２の制御板の縁部を越えてコアから突出するようにされていて それに対して当接を確立する電気接触に入るようにされている。制御巻線の安定 した閉ループは、このようにして、容易に形成される。 本発明の別の好適実施例によれば、インダクタは三相交流ネットワークに接続 されるよう意図されており、また、該インダクタは各層に接続するための１つの メイン巻線と１つのコアとを有している。かようなインダクタは特に有利である 。何故なら、交番するメイン磁束を介して制御巻線に誘発される電圧が互いに抹 消され、それにより、ネットワークにおける高周波及びコアにおける損失の発生 が回避されるからである。 本発明の別の好適実施例によれば、インダクタは、多重フェーズ交流ネットワ ークに接続するための、コアの全てを通るメイン磁束に共通の且つ該メイン磁束 を閉止するヨークを有しており、このヨークは全てのコア間のメイン磁束経路を 形成している。このことは、高い透磁性を有している部品（ヨーク及びコア）内 にメイン磁束を保っておくために重要である。何故なら、或るコアを介して流れ るメイン磁束が他のコアに分布されることができなければならないからであり、 また、メイン磁束の合計が各瞬間にゼロでなければならないからである。 本発明の別の好適実施例によれば、各コアの制御巻線は、前記断面にされた制 御板を介して、隣接したコアのための制御巻線に電気的に接続されており、また 、 最外方に置かれた２つのコアの制御巻線も、前記制御板を介して、第３の制御板 の各々の１つの外方脚部に電気的に接続され、この外方脚部は、第１の制御板と 同様に、コアの一端における第２の制御板を、コアの他端における第２の制御板 に接続している。このような外方脚部を３つの制御板で構成することにより、制 御電流が全てのコアにおける全ての第１の制御板を介して流れていることを容易 に成し遂げることができ、有利なこのような実現は添付請求項１９に画成されて いる。 本発明の更なる利点、並びに、好適な特徴は、以下の記載及び他の従属請求項 から明らかである。 図面の簡単な説明 添付図面を参照して、以下、例として引用された本発明の好適実施例の記載を 続ける。 図面において、 図１は、本発明の第１の好適実施例による三相交流ネットワークに接続される よう意図された制御可能なインダクタの簡単化された一部断面側面図であり、 図２は、図１によるインダクタの上からの簡単化された図であり、 図３は、図１及び図２によるインダクタのコアのうちの１つを覆うサンドイッ チ構造を通るヨーク及び制御巻線の構成を示す上からの拡大された一部概略図で あり、 図４は、図１及び図２によるインダクタの一部の上からの図で、前記ヨークは 図示のために省略されており、 図５は、図１によるインダクタのコアを通る、図１に関してわずかに拡大され た簡単化された垂直断面図であり、 図６は、第１及び第２の制御板を、図１によるインダクタにおいて如何にして 互いに接続するかを示している簡単化された図であり、 図７は、図１によるインダクタの制御板を、如何にして互いに接続して図示さ れた制御電流経路を得るかを示している図であり、 図８は、本発明の第２の好適実施例による三相交流ネットワークに接続するよ うにされたインダクタの図１に対応する図であり、 図９は、図８によるインダクタの図２に対応する図であるが、図示目的で制御 巻線を省略した図であり、 図１０は、本発明の第３の好適実施例によるインダクタの簡単化された斜視図 で、該インダクタが一相交番電圧に接続されるようにされており、また、制御巻 線が図におて省略されていてインダクタの構造をよりよく示すようになっている 図であり、 図１１は、制御巻線の制御板の相互の代替接続を示す図７に対応する図で、図 示された電流経路を得るようになっており、 図１２は、制御巻線が、図１１による制御板接続体における１つのコアを通っ て如何にして走行しているかを、上から概略的に示している。 発明の好適実施例の詳細な説明 図１に概略的に示されているインダクタは、図２を同時に参照しながらその構 造が説明されるが、三相交流ネットワークに接続するようにされているとともに 概略的に示されている３つのメイン巻線１を有しており、この３つのメイン巻線 １の各々は、電気絶縁材料のシリンダのごとき図示されていないキャリアの外側 にある距離をなして層状に巻かれている。各々のこのようなメイン巻線は、前記 交流ネットワークのそれら自身の１つの相に接続されているとともに高いポテン シャルに接続された上端を有しており、電圧は、グランドポテンシャル上である 図１の下方のものの反対側端部に向かう方向に落ちるが、それはやはりポテンシ ャル上であり得る。それぞれのメイン巻線の内側には、また、それに対して共軸 線関係をなして、鉄のごとき高い透磁性を有している材料のコア３はそれに対し て間隔２を備えて配置されている。複数個の別個の部品制御巻線により形成され 且つ以下に更に説明されるであろうやり方で建造された制御巻線４は、それぞれ のコアを実質的に軸線方向に通過している。この制御巻線は、更に説明されるで あろうやり方でループ内を走っている。制御巻線４は電圧に接続されており、こ の電圧は、最もしばしば直流電圧であるが、交流電圧も考えられ、また、この電 圧は制御巻線に電流を生じさせる。メイン巻線における交流はメイン磁束を発生 させ、このメイン磁束はコアを実質上軸線方向に通過し、一方、制御巻線４にお ける制御電流は磁束を発生させ、この磁束はメイン流れに対して接線方向に且つ 横切る方向に向けられているとともに、このようにして、メイン巻線からの長手 方向磁束に対してそれの透磁性を低減させている。制御巻線４の電流を増加させ ることにより、コアの透磁性は減少するかも知れず、また、それにより、インダ クタのインダクタンスは減少し得る。このことは、この形式の制御可能なインダ クタが機能するメイン原理である。この原理は既に知られており、また、本発明 の特別のものは、この制御性を可能ならしめるようにインダクタを如何にして構 築するかであり、さて、このことを、同封された図面を参照しつつ説明する。ま ず第１に、金属性物品の表面に対して横切る方向に通過する磁束が流れの方向に 垂直に測定された物品の厚みの２乗に比例する結果として容積ユニット当たり動 力の発生を思い起こすのが適切であり、このことが、複数個のターンを介して巻 き付けられた非常に薄い板でコア３を製造するかの理由であり、しかし、そのこ とは図には示されていない。例として、代表的には、制御電流が１００−５００ Ａの領域内にある直流であってもよく、一方、メイン巻線の高いポテンシャル端 部は４００ｋＶの電圧に接続されていてもよいことをここでも述べる。そのよう に高い直流を備えたこの形式の制御可能なインダクタは、結果として、容易に、 直流による別の場所においてではなくコア内において磁束の制御を達成する問題 となり、そして如何にしてこのことを解決するかを以下に説明する。 制御巻線４は、好ましくは、銅である優れた導電率を有している材料の第１の 板を有しており、この第１の板はいくつかのパッケージ５に分割されており、該 いくつかのパッケージ５の各々は、図４に示されているごときそれらの大きく平 坦な面により、互いに電気接触状態に押圧されている多数の薄い板６により形成 されている。これらの第１の板はそれぞれのコアを通って実質的に軸線方向に延 在しており、また、それらは、それらの大きく平坦な面が互いに実質上平行をな す状態で配備されており、各パッケージは、電気絶縁性である材料の適宜のスぺ ーサー片７を介して隣接するパッケージ及びコア３から電気的に絶縁されている 。板パッケージ６は、コア３の内側のそれらの拡張部で、実質的に同じ断面を有 している。何故なら、それら板パッケージ６は、同じ大きさの制御電流を導通し なければならないからであり、また、このことは、それぞれのパッケージにおけ る熱生成がほぼ同じであるということを生じ、それにより、各パッケージに必要 な 冷却が確実にされる。板パッケージにおける同じ電流密度は、結果として、材料 の最も良い利用となり、それにより、このような可能な限り少量の材料を用いる ことができ、また、価格を低く抑えることができる。第１の板の大きく平坦な面 に対して垂直なコアの半径方向にコアの中心に向かって減少する厚みをどのよう にして異なる板パッケージ５が有していてコアの内方空所の最大充填を得るかが 図４に示されており、また、このようにして、コアの内方空所の６０％程度の充 填フアクターを得ることができるのかが図４に示されている。 コアを通って延在している制御板パッケージ６が制御巻線の一部である第２の 板８にどのようにして接続されているかが図６に概略的に示されており、この第 ２の板８も優れた導電率を有する材料であり、好ましくは、制御板パッケージ６ はその材料に対して同様の板により形成されており、また、該材料は、たぶん、 第１の制御板の厚さを有している。第２の制御板８は、コアの軸線に対して実質 的に垂直に、且つ、それらの大きく平坦な面が第１の制御板６の大きく平坦な面 と実質的に平行な状態をなしてコア及びメイン巻線の外側を延在している。第１ の制御板６’の少なくとも一方はそれぞれの第２の制御板のコアに近接して置か れている縁部９を過ぎてコアから突出するようにされていてそれらに対する当接 部となり、電気接触を確立している。指摘される通り、簡略化の目的で図６にお いて、コアの制御板パッケージ５はどのようにして４枚の板だけを有しているの か、また、２つの板６’及び６”はコアから突出しているが、実際には、その図 で板として示されている各素子は互いに接して置かれた多数の板によりどのよう に形成されているかが図示されている。かくて、第２の板８も、２つのこのよう な板をそこで互いに接した状態に配備することにより、図６に示されているごと く、パッケージ１０内に配備されていてもよい。図６を通して示されているごと く、第２の板のパッケージ１０の厚みは第１の制御板のパッケージ５の厚みより も小さく、該パッケージ５は、以下に更に記載される理由で、第２の制御板の隣 接するパッケージ１０間に空間１１（図４参照）を作り出すのに必要である。次 いで、第２の制御板の前記パッケージの断面が第１の制御板のパッケージ５の断 面よりも小さいことは完全に可能である。何故なら、制御電流の結果としてより 高い熱の放出が、コアの内側のものよりも、コアの外側に置かれている制御巻線 のこれらの部分で受け入れることができるからである。何故なら、先の部分はよ り簡単に冷却され得るからである。パッケージ１０を介して延在していないパッ ケージ５におけるこれらの制御板６（図６では、２つのこのようなもの）から制 御電流を更に導通することができるようにするために、図示されていない溶接シ ームがそれの上縁部に、また、板６”にわたって適用されていてそれにわたって 電流を導いている。 第１の制御板のパッケージ５がどのようにして２つのグループ１２、１３に配 備されているかが図４に示されており、これら２つのグループ１２、１３は、そ れの大きく平坦な面に対して横切る方向に延在している空間１４によって互いに 分離されている。この区間は、油、空気等のごとき冷却用媒体を、それを介して 通過させることにより、制御巻線の優れた冷却の可能性を提供するようになって いる（図５の中央の矢印も参照）。第２の制御板のそれぞれのパッケージ１０は 、２つのグループのうちの一方に属している第１の制御板にのみ接続されたそれ のそれぞれの端部のところにあり、また、そこで前記空間１４にのみ延在してい る。各コアの制御巻線は、このようにして、隣接したコアのための制御巻線に電 気的に接続された第２の板８のパッケージ１０を介して配備され、言い換えれば 、そのコアを介して走行している第１の板６のパッケージ１０を介して配備され ており、また、最外方に置かれた２つのコアの制御巻線も、前記パッケージ１０ を介して、第３の制御板１７の各々の外方脚部１５、１６（図１参照）に電気的 に接続されており、該第３の制御板１７は第１の制御板として対応する方向に延 在しているとともにコアの一端のところの第２の制御板をコアの他端のところの 第２の制御板に接続している。第３の制御板も、１つあるいはいくつかの薄い板 からなるパッケージ内に配備され、それらパッケージは互いに電気的に絶縁され ており、このようなパッケージの数は、まさしく、第２の制御板のパッケージの 数ほどに多くなっている。 第１、第２及び第３の制御板の異なるパッケージは次のように互いに接続され ている。即ち、このコアの一方の制御板グループ１２の第１の制御板の全てが通 過したほど多くの回数、電流経路（図７参照）は、制御巻線が制御電圧に接続さ れいる外方脚部の第１のもの１５からそれに最も近接して置かれているコアの第 １の制御板まで、そして、外方脚部に戻り、次いで、隣接した第２のコアに更に 形成されていて、それぞれのコアの第２の制御板グループ１３の第１の制御板の 全てを通って走りつつ第２の外方脚部１６に達っし、次いで、第１の外方脚部に 戻るまで、第２及び第３のコアの一方の接触板グループの第１の制御板の全てが 通過してしまった等ほど多くの回数隣接した第３のコアの第１の制御板及びこの コアの第１の制御板を介してのループを通って走っている。３つ全てのコアの透 磁性、それにより、インダクタのインダクタンスは、それにより、１つの単一接 続部を通って制御電圧源への簡単な手段により制御することができる。 ヨーク板１８あるいはこのようなヨーク板のパッケージは、隣接する制御板パ ッケージ内間の空間１１に配備されており、前記ヨーク板は高い透磁性を有する 材料、好ましくは、鉄でなっており、また、ヨーク板１８あるいはこのようなヨ ーク板のパッケージは、一方の外方コアから他方の外方コアまで延在している。 次いで、ヨーク板及び制御板パッケージ１０は、図３に示されているごときサン ドイッチ構造を形成している。従って、スペーサ１１は、それにおいてこのよう なヨーク板の構造を可能にするよう備えられており、これらのヨーク板は図４で は省略されている。前記ヨーク板１８も、図２に示されるごとく、パッケージの 第２の制御板の外側の板の大きく平坦な面に垂直な方向に配備されており、また 、そこに置かれているヨーク板１９はそれらの間に何等の空間無く配備されてい る。それにより、ヨーク板は、コアとメイン巻線との間の空間２及びコアの断面 全体を少なくとも実質的に覆うようにされている。この定義は、第２の制御板の パッケージ１０が置かれているそれらの間にある空間を備えてヨーク板が配備さ れる図示されたケースを有するよう意図されている。次いで、実際には、図３に 示されているものと異なる第２の制御板のパッケージ１０とヨーク板１８の厚み との間に別の関係を有することが可能である。絶縁層２０はヨーク板１８と隣接 した制御板パッケージ１０との間に配備されている。 図５には、どのようにして、第２の制御板８がコアからある距離のところでそ れぞれのこのコア端部に最も近接して置かれたそれの縁部９を有するよう配備さ れていてコアの内部から、矢印で示されているごとく、前記コア端部のところで それから半径方向外側に空気、油等のごとき冷却用媒体の通過を許し、一方、ヨ ーク板１８がコア３から非常にわずかな距離のところでコア３に最も近くに置か れたそれの縁部２１のそばまで延在していて、それらの間に最小のエアギャップ ２２を得ているかが示されている。 異なるコアはヨーク板１８、１９を介して互いに機械的に接続されており、ま た、それぞれのコア３に形成された長手方向メイン磁束はこれらのヨーク板及び 実質的にエアギャップが存在しないようインダクタに含まれている他のコアを介 して閉じられていてもよく、それにより、インダクタのエネルギーのメイン部分 はこの「鉄」に蓄えられ、それにより、インダクタのインダクタンスは広い範囲 内で制御することができ、このことは、ファクター５による制御性を容易に意味 しているかも知れない。第２の板１０のパッケージの元でそれぞれのコア３から 直接現れるメイン磁束線はわずかに曲げられてそれに近接して置かれたヨークに 入らなければならず、それは、結果として、そこでのフラックス線のある種の集 中となり、しかしながら、このことは小さな問題である。高いリラクタンスを有 している第２の制御板のパッケージ１０が、このようなパッケージ１０が存在す るヨーク板間に配備されているという事実のおかげで、コア内を走行しているク ロス制御磁束は、それに対して横切る方向に、次いで、下方に再びコア内に多少 とも延在しているヨーク板に近寄ることを有効に阻止され、それにより、制御フ ラックスがヨーク板を磁化し、それにより、それの透磁性を悪化させることが有 効に回避される。 ヨーク板１８、１９は、それぞれの全体のコアを除いて、メイン巻線とコアと の間の空間２もカバーしてそこに存在する漏れフラックスを吸収する。 図１によるインダクタの主たる利点は次の通りである。 １．コアとメイン巻線との間に置かれた空間及びそれぞれのコア全体から磁束を 吸収するためのクロスフラックス板が必要とされない。このことは、結果的に、 安価な構造となる。 ２．ヨークのヒステリシス損失及び渦電流損失を獲得する制御電流を通してヨー クのクロス磁化は生じない。 ３．制御巻線を低価で作ることができ、また、ここで強調されるべきは、巻線に ついて言われていることだが、制御板パッケージに関する限り、比較的堅い本体 の問題がある。 ４．構造が極めて安定している。 ５．メイン巻線のメイン電圧により誘導される制御巻線の電圧は、三相交番電流 ネットワークに接続されたこの形式のインダクタにおいて、互いに相殺する。 本発明の別の実施例によるインダクタは図８及び図９に示されており、それの 構造は、図１−図７によるインダクタのものと、大きな範囲で、対応しており、 それにより、ここでは、それらの間の主な違いのみを説明する。このインダクタ の対応する部位は、図１−図７によるインダクタに関しては、同じ参照番号を備 えていた。このインダクタは、図９において図示されなていない第２のインダク タ８がコアの内方中空空間２３よりも直接上の区域内を走行しており、一方、長 手方向ヨーク板が存在していず、しかし、かような１９は第２の制御板８の両側 にのみ置かれていることにより、図１によるものと異なっている。翻って、この ことは、長手方向ヨーク板がメイン巻線とそれぞれのコアとの間の空間及びそれ ぞれのコア端部全体をカバーしないでそれぞれのコア端部から生ずるメイン磁束 を受領し、その結果、横方向ヨーク板２４が長手方向ヨーク板１９よりもコアに 近く配置され、また、それのそれぞれの端部のところで少なくとも実質的にコア 全体をカバーするよう配備されていてコアから長手方向ヨーク板１９までメイン 磁束を磁束を導くようになっていることを意味している。このインダクタは、第 １の実施例によるものと基本的には同じように機能するが、第１のものに関連し たこれの欠点は、クロスフラックスヨーク板２４により、制御磁束の一部がそれ の中に導かれ、それにより、制御電流を介してのヨークの両長手方向及びクロス 磁化が生ずることである。それにより、ヨークは、結果として、増加された鉄損 失で飽和させられてもよい。 更に、本発明の第３の実施例によるインダクタは図１０に示されており、該イ ンダクタは一位相電圧に接続されるよう意図されており、また、該インダクタは ９０°の分割で配備され且つそれぞれのコア端部のところでメイン磁束を閉じる よう配備された４つの実質的にＵ字形のヨーク片２５を有している。これらはそ れらの間のコアの内方中空区間２３のための開口を残していてそれらの間に図示 されていない制御巻線を通すようになっている。ヨーク片２５をそれらの間のエ アギャップ２６で構成することにより、「鉄」の透磁性に対する制御電流の影響 の危険性は、欠点である、コアからの制御フラックスがヨーク片に近寄るという 事実により軽減される。 図１１には、図７に主に示されたものに対するその他の制御巻線代替例も考え 出すことができることが示されている。かくて、電流は、１つの外方脚部２７か ら最も遠い第３のコア３０までの途中で各コア２８、２９、３０を通るターン全 てを走行し、次いで、電流は、外方脚部２７のところで問題の電圧源に対する接 続部に直接戻って走行している。次いで、第１のコアをどのようにして実現させ ることができるかが図１２に簡単にされた状態で示されている。制御板パッケー ジからなる制御巻線半体間の横方向空間はここには存在していないが、制御板パ ッケージ５間にヨーク板を受領するための長手方向空間３１のみが存在する。長 手方向制御板パッケージ１０は線でのみ示されているが、それらは、不在中、図 ６に示されているものと同様の構造を有している。 もちろん、本発明は、いずれにしても、上述した好適実施例に限定されず、そ うではなく、それの変形に対する多くの可能性が当業者には明らかである。 かような変形の例として、インダクタに含まれる様々な部品の相互間の寸法決 めは広い範囲内で変えることができるということを述べることができる。 また、インダクタを、図に示されたものと異なる別の数のフェーズに対して製 造することができることを述べることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペテルソン，ゾレン スウェーデン国 エス―771 60 ルドビ カ，ブルトヤルンスベーゲン ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．筒状コア（３）と、該コアを囲繞するメイン巻線（１）と、前記コアを実 質的に軸線方向に通過する制御巻線（４）とを少なくとも有している制御可能な インダクタにおいて、該インダクタは、前記コア及び前記メイン巻線の外側に延 在するようにされた高い透磁性を有している材料のヨーク（１８、１９、２４、 ２５）も有しており、また、前記コアと一緒に、閉ループを形成しており、該閉 ループは、前記メイン巻線における電流により前記コアに発生され且つ該コアに おいて実質的に軸線方向に延在しているメイン磁束のための、多くとも、わずか なエアギャップを有しており、前記制御巻線は、前記コアを実質上軸線方向に延 在し且つ優れた電導率を有している材料の第１の板（６）を有していることを特 徴とするインダクタ。 ２．請求項１記載のインダクタにおいて、前記制御巻線も第２の板（８）を有 しており、該第２の板（８）は前記コア及び前記メイン巻線の外側を延在してい るとともに優れた電導率を有する材料のものであり、前記板は前記第１の板（６ ）に電気的に接続されているとともに前記コアを通る該第１の板の電流の流れの ための閉ループをそれと一緒に形成するようになっていることを特徴とするイン ダクタ。 ３．請求項１または請求項２記載のインダクタにおいて、前記板（６、８）は 銅で作られていることを特徴とするインダクタ。 ４．請求項１−請求項３のいずれかに記載のインダクタにおいて、前記第１の 板（６）は、それらの大きく平坦な面が実質上互いに平行をなす状態で、前記コ アを介して延在していることを特徴とするインダクタ。 ５．請求項１−請求項４のいずれかに記載のインダクタにおいて、前記第１の 板（６）は複数個のパッケージ（５）に分割されており、該複数個のパッケージ （５）の各々は、それらの大きく平坦な面が交互に電気接触した状態で、一体に プレスされた多数の薄い板により形成されていることを特徴とするインダクタ。 ６．請求項１−請求項５のいずれかに記載のインダクタにおいて、前記第１の 板（６）は、それらの大きく平坦な面が互いに接した状態で、一体にプレスされ た板の異なるパッケージ（５）に配列され、前記パッケージは１つあるいはそれ 以上の板を有しており、また、これらの板パッケージは実質的に同じ断面を有し ていることを特徴とするインダクタ。 ７．請求項４及び請求項６に記載のインダクタにおいて、前記板パッケージは 、コアの中心に向かう前記第１の板の前記大きく平坦な面に対して垂直のコアの 半径の方向に減少する厚さを有していて該コアの前記内方中空空間の最大充填を 得るようになっていることを特徴とするインダクタ。 ８．請求項２あるいは請求項２及び請求項７までのいずれか１項に記載のイン ダクタにおいて、ヨークは板（１８）を有しており、該板（１８）は前記コアの 各端部で互いに実質上平行をなして延在するようにされており、且つ、前記板（ １８）はそれらの大きな面が前記コア（３）の半径及び該コアの軸線により画定 された面と平行をなしており、前記ヨーク板の縁部（２１）はそれぞれのコア端 部に極近接して置かれていてそれらの間に何等実質的なエアギャップ無しに前記 コアから前記メイン磁束を受領するようになっており、前記第２の制御板（８） は、並んで配備されたヨーク板間の空間に配備されているとともに前記ヨーク板 とルームにおける実質的に同じ方向を有しており、もって、前記ヨーク板及びこ れらの制御板がサンドイッチ構造を形成していることを特徴とするインダクタ。 ９．請求項１−請求項８のうちのいずれか１項に記載のインダクタにおいて、 前記制御巻線の前記板（６、８）は低い透磁性を有している材料のものであるこ とを特徴とするインダクタ。 １０．請求項８記載のインダクタにおいて、少なくとも実質的に前記コアの断 面全体、及び、該コアの各端部のところで該コアと前記メイン巻線との間の空間 をカバーするようヨーク（１８、１９、２４、２５）が配置されていることを特 徴とするインダクタ。 １１．請求項２及び請求項５記載のインダクタにおいて、前記第２の制御板（ ８）は、それらの大きく平坦な面が前記第１の制御板（６）の大きく平坦な面と 実質的に平行をなして配置されており、各制御板パッケージのうちの少なくとも １つの第１の制御板（６’、６”）は、前記コアに最も近接して置かれたそれ ぞれの第２の制御板（８）の縁部（９）を通り過ぎて前記コアから突出するよう 配備されていてそれに対する当接部を確立する電気接触状態に入っていることを 特徴とするインダクタ。 １２．請求項２あるいは請求項２及び他の前掲請求項のいずれかに記載のイン ダクタにおいて、前記第２の制御板（８）は、それぞれのコア端部からある距離 のところでこのコア端部に最も近接して置かれたそれの縁部（９）を有するよう にされていて前記コアの内部からの、また、前記コア端部のところで該コアから 半径方向外側への冷却媒体の通過を許すようになっていることを特徴とするイン ダクタ。 １３．請求項１−請求項１２のうちのいずれかに記載のインダクタにおいて、 該インダクタは多重フェーズ交流ネットワークに接続されるよう意図されており 、また、該インダクタは１つのコア（３）と１つのメイン巻線（１）とを有して いて各フェーズに接続するようになっていることを特徴とするインダクタ。 １４．請求項１３記載のインダクタにおいて、該インダクタは、三相交流ネッ トワークに接続するための３つのメイン巻線を有していることを特徴とするイン ダクタ。 １５．請求項１３または請求項１４記載のインダクタにおいて、該インダクタ は、全てのコア（３）を介して前記メイン磁束に共通した且つ該メイン磁束を閉 じるヨーク（１８、１９、２４）を有しており、また、全てのコア間にメイン磁 束経路を形成していることを特徴とするインダクタ。 １６．請求項１３−請求項１５のうちのいずれかに記載のインダクタにおいて 、前記コア（３）はラインにおいて並んで配置されており、前記第１の板（６） の前記大きく平坦な面は、実質的に、前記ラインと平行であることを特徴とする インダクタ。 １７．請求項２あるいは請求項２及び請求項１−請求項７、請求項９あるいは 請求項１１−請求項１６のいずれかに記載のインダクタにおいて、前記第２の制 御板（８）は、前記コアの内方中空空間（２３）にわたって実質上互いに平行を なして延在するようにされており、前記ヨークは、前記第２の制御板と同じ延長 方向が該第２の制御板の組全体の両側に配置された状態で第１の部分（１９）を 有していて前記コアをそこで覆っており、前記インダクタは第２のヨーク部分（ ２４）を有しており、該第２のヨーク部分（２４）は前記第１の部分に対して横 切る方向に延在しているとともに前記第１のヨーク部分よりも前記コアにより近 くに配置され、且つ、それのそれぞれの端部で少なくとも実質的に該コア全体を カバーするように配置されていて該コアから前記第１のヨーク部分まで前記メイ ン磁束を導くようになっていることを特徴とするインダクタ。 １８．請求項１３−請求項１６のいずれかに記載のインダクタにおいて、各コ アの前記制御巻線は、前記第２の制御板（８）を介して隣接したコアのための制 御巻線に電気的に接続されており、また、最外方に置かれた２つのコアの前記制 御巻線は、前記制御板（８）を介して、第３の制御板（１７）の各々の１つの外 方脚部（１５、１６）にも電気的に接続されており、該第３の制御板（１７）は 、前記第１の制御板（６）と同様に、前記コアの一方の端部上の第２の制御板を 該コアの他方の端部上の第２の制御板に接続していることを特徴とするインダク タ。 １９．請求項１８記載のインダクタにおいて、前記第１の制御板は２つのグル ープ（１２、１３）をなして配置されており、該２つのグループ（１２、１３） は、それの大きく平坦な面を横切る方向に延在する空間（１４）によって互いに 分離されており、それぞれの前記第２の制御板（８）は、それのそれぞれの端部 のところで、２つのグループのうちの１つに属する第１の制御板にのみ接続され ており、また、前記それぞれの第２の制御板（８）は前記空間にのみそこに延在 しており、前記インダクタが２つのコアのみを有している場合、対応するやり方 でそれぞれのコアの前記第２の制御板グループ（１３）の制御板の全てを通って 走行しつつ前記第２の外方脚部（１６）に達し、次いで、前記第１の外方脚部に 戻るまで、前記第２及び第３のコアの１つの制御板グループの第１の制御板（６ ）全てを通過する等ほど多くの回数、前記コアの前記第１の制御板及び隣接した 第３のコアの前記第１の制御板あるいは前記第２の外方脚部の前記第３の制御板 を介するループを完成するために、外方脚部の第１のもの（１５）から、コアの 一方の制御板グループ（１２）の第１の制御板全てが通過し、次いで、隣接する 第２のコアに更にほど多くの回数外方脚部に最も近接して置かれたコアの第１の 制御板に、そして、該外方脚部に戻るべく電流経路が形成されるように前記 第１、第２及び第３の制御板が互いに接続されていることを特徴とするインダク タ。