JP2003284240A - Current limiter - Google Patents

Current limiter

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JP2003284240A
JP2003284240A JP2002078461A JP2002078461A JP2003284240A JP 2003284240 A JP2003284240 A JP 2003284240A JP 2002078461 A JP2002078461 A JP 2002078461A JP 2002078461 A JP2002078461 A JP 2002078461A JP 2003284240 A JP2003284240 A JP 2003284240A
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JP
Japan
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soft magnetic
switching
magnetic core
coil
current
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JP2002078461A
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Susumu Okada
將 岡田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/02Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions for non-linear operation
    • H01F38/023Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions for non-linear operation of inductances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F2003/103Magnetic circuits with permanent magnets

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized current limiter by putting the current waveform of a current application coil at short circuit in waveform easy to break, and enabling the magnetic flux density of a magnetic core to be set high. <P>SOLUTION: Elements 110A and 110B have soft magnetic cores 21 and the first yokes 22a counterposed, a first permanent magnets 20a and the second yokes 22b in piles clamped between one end of the soft magnetic core 21 and that of the first yoke 22a, and a second permanent magnet 20b and the third yoke 22c in piles clamped between the other end of the soft magnetic core 21 and that of the first yoke 22a. The current-carrying coils 23 are connected in reverse series, being wound on each soft magnetic core 21 of the elements 110A and 110B, and the secondary coils 24 are connected differentially, being wound on each soft magnetic core 21 of the elements 110A and 110B, and a capacitor 25 is interposed between the secondary coils 24. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電気回路の短絡
事故で発生する過電流を効率よく瞬時に抑制する限流器
に関し、特に、永久磁石、軟質磁芯、通電コイル、二次
コイルおよびコンデンサからなる高性能磁気スイッチン
グ方式の限流器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current limiter for efficiently and instantaneously suppressing an overcurrent generated by a short circuit accident in an electric circuit, and more particularly to a permanent magnet, a soft magnetic core, a current-carrying coil, a secondary coil and a capacitor. The present invention relates to a high performance magnetic switching type fault current limiter.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エネルギー利用面の利便性から電
気エネルギーへの依存性が高まっている。一方、環境問
題に対する社会の要請は厳しく、電気エネルギーの必要
性増大とは反対に、新たな発電設備を建設することは困
難になりつつある。そして、電力供給裕度に限界がある
こと、事故発生の確率がゼロでないことから、不可避的
な電力事故が発生する。そこで、系統の信頼性を損なう
ことなく、安定して電力供給ができ、当面の電力需要の
増大に対して系統の伝送能力を最大限に利用できるとと
もに、性急な設備の更新を避けることができるという観
点から、過電流の発生に対して瞬時に動作し、特別な制
御をすることなく系統の障害に対して対応可能な方策が
望まれている。このような要望に応えるべく、高い保磁
力と高残留磁束密度を有する永久磁石と角形性のよい磁
芯とを組み合わせた磁気スイッチング方式の限流器が種
々提案されている。
2. Description of the Related Art In recent years, dependence on electric energy has been increasing due to convenience in energy utilization. On the other hand, the demands of society for environmental problems are strict, and it is becoming difficult to construct new power generation facilities, contrary to the increasing need for electric energy. In addition, since the power supply margin is limited and the probability of accident occurrence is not zero, an unavoidable electric power accident occurs. Therefore, it is possible to stably supply power without compromising the reliability of the system, to maximize the transmission capacity of the system in response to the immediate increase in power demand, and to avoid hasty equipment upgrades. From this point of view, there is a demand for a measure that can instantly operate when an overcurrent occurs and can cope with a system failure without special control. In order to meet such demands, various magnetic switching type fault current limiters have been proposed in which a permanent magnet having a high coercive force and a high residual magnetic flux density and a magnetic core having a good squareness are combined.

【0003】図19は例えば日本応用磁気学会誌(Vol.
22, No.10, 1998, p.1317-1322)に記載された従来の磁
気スイッチング方式の限流器の構成を示す模式図、図2
0は従来の磁気スイッチング方式の限流器の磁気的動作
を説明するための磁束−電流線図、図21は従来の磁気
スイッチング方式の限流器を組み込んだ電気回路図であ
る。
FIG. 19 shows, for example, the Journal of Applied Magnetics of Japan (Vol.
22, No. 10, 1998, p.1317-1322), which is a schematic diagram showing the configuration of a conventional magnetic switching type fault current limiter, FIG.
Reference numeral 0 is a magnetic flux-current diagram for explaining the magnetic operation of a conventional magnetic switching type fault current limiter, and FIG. 21 is an electric circuit diagram incorporating a conventional magnetic switching type fault current limiter.

【0004】従来の限流器1は、図19に示されるよう
に、2つの素子2を逆極性となるように直列に接続して
構成されている。そして、各素子2は、高保磁力で高残
留磁束密度の永久磁石4を角形性のよい(残留磁束密度
と飽和磁束密度との比が1に近い)一対のE型磁芯3間
に挿入し、通電コイル5を一対の磁芯3の中央辺に巻回
して構成されている。なお、一対の磁芯3の中央辺間に
挿入される永久磁石4の磁化方向と、一対の磁芯3の両
端辺間に挿入される永久磁石4の磁化方向とが、互いに
逆向きとなるように着磁されている。
As shown in FIG. 19, the conventional fault current limiter 1 is constructed by connecting two elements 2 in series so as to have opposite polarities. In each element 2, a permanent magnet 4 having a high coercive force and a high residual magnetic flux density is inserted between a pair of E-shaped magnetic cores 3 having good squareness (ratio of residual magnetic flux density and saturated magnetic flux density is close to 1). The energizing coil 5 is wound around the center side of the pair of magnetic cores 3. The magnetization direction of the permanent magnet 4 inserted between the center sides of the pair of magnetic cores 3 and the magnetization direction of the permanent magnet 4 inserted between both end sides of the pair of magnetic cores 3 are opposite to each other. Is magnetized.

【0005】ここで、各素子2の磁芯3は、図20に示
されるように、永久磁石4により飽和域Aまでバイアス
されており、通電コイル5に交流電流を流すことによ
り、その電流値によって磁芯3の動作点が、一方の飽和
域Aから不飽和域B、他方の飽和域Cと動くことにな
り、正常動作時には低インピーダンスとなり、過大電流
時には高インピーダンスとなる。そこで、2つの素子2
を逆極性となるように直列に接続することで、限流機能
が得られる。この限流器1は、図21に示されるよう
に、電源側と負荷側との間に挿入されて使用される。そ
して、正常動作時には、定常電流が通電コイル5に流れ
るので、磁芯3は飽和磁化領域にあり、磁束変化がな
い。その結果、通電コイル5のインピーダンスが小さ
く、通電コイル5での電圧降下が小さいので、電源電圧
が負荷(R)に殆ど印加される。一方、スイッチ(S
W)が閉じられ、即ち負荷(R)が短絡し、大電流が通
電コイル5に流れると、2つの素子2の磁芯3は互いに
逆方向の磁気飽和領域に磁化反転し、通電コイル5のイ
ンピーダンスが大きくなる。その結果、電源電圧の殆ど
が通電コイル5に加わり、短絡電流が高インピーダンス
状態の限流器1により限流されることになる。
Here, as shown in FIG. 20, the magnetic core 3 of each element 2 is biased to the saturation region A by the permanent magnet 4, and the current value thereof is changed by passing an alternating current through the energizing coil 5. As a result, the operating point of the magnetic core 3 moves from the saturation region A on one side to the unsaturated region B on the one hand, and the saturation region C on the other side, so that the impedance becomes low during normal operation and becomes high at excessive current. So two elements 2
A current limiting function can be obtained by connecting in series so that they have opposite polarities. As shown in FIG. 21, the current limiting device 1 is used by being inserted between the power source side and the load side. Then, during normal operation, a steady current flows through the energizing coil 5, so the magnetic core 3 is in the saturated magnetization region, and there is no change in magnetic flux. As a result, the impedance of the energizing coil 5 is small and the voltage drop in the energizing coil 5 is small, so that the power supply voltage is almost applied to the load (R). On the other hand, switch (S
When W) is closed, that is, when the load (R) is short-circuited and a large current flows in the energizing coil 5, the magnetic cores 3 of the two elements 2 undergo magnetic reversal in the magnetic saturation regions in mutually opposite directions, and Impedance increases. As a result, most of the power supply voltage is applied to the energizing coil 5, and the short circuit current is limited by the current limiter 1 in the high impedance state.

【0006】一般に、図22に示されるLR直列回路
(インダクタンス(L)と抵抗(R)とが直列に接続さ
れている回路)においては、例えば電気学会大学講座
「過渡現象論」(昭和28年4月1日初版発行、68−
69頁)に記載されているように、電圧の投入タイミン
グに依存する過渡電流が発生することが知られている。
このLR直列回路に、e=E・sin(ωt+θ)なる交
流電圧をt=0の瞬間に加えた場合の電流をiとする
と、電圧平衡の関係から、次の微分方程式が成立する。 L(di/dt)+Ri=Esin(ωt+θ) …(1) この微分方程式の解は、 i=Isin(ωt+θ−φ)−I(exp−Rt/L)・sin(θ−φ) …(2 ) となる。但し、I=E/(R+ω
1/2、φ=tan−1(ωL/R)。また、式
(2)の第1項は定常電流、第2項は過渡電流(直流
分)である。そして、式(2)から、交流電圧のt=0
の時の位相θのいかん、即ち電圧投入のタイミングによ
って、過渡電流が変わることが分かる。例えば、θ=φ
の時に過渡電流はゼロ、θ=φ+π/2の時に過渡電流
は最大となる。なお、直流分は、R/Lが小さいほど減
衰が遅く振幅が大きくなる傾向を有し、直流分は時間と
共に減衰し、定常状態で、その振幅はゼロに収束する。
Generally, in the LR series circuit (a circuit in which an inductance (L) and a resistance (R) are connected in series) shown in FIG. 22, for example, the Institute of Electrical Engineers of Japan "Transient Phenomenon" (Showa 28) First edition issued April 1, 68-
As described on page 69, it is known that a transient current depending on the timing of applying a voltage is generated.
Letting i be the current when an AC voltage of e = E m · sin (ωt + θ) is applied to this LR series circuit at the moment of t = 0, the following differential equation is established from the relationship of voltage balance. L (di / dt) + Ri = E m sin (ωt + θ) (1) The solution of this differential equation is i = I m sin (ωt + θ−φ) −I m (exp −Rt / L ) · sin (θ− φ) (2) However, I m = E m / (R 2 + ω
2 L 2 ) 1/2 , φ = tan −1 (ωL / R). The first term of the equation (2) is a steady current, and the second term is a transient current (DC component). Then, from the equation (2), t = 0 of the AC voltage
It can be seen that the transient current changes depending on the phase θ at that time, that is, the timing of voltage application. For example, θ = φ
When, the transient current is zero, and when θ = φ + π / 2, the transient current becomes maximum. Note that the DC component tends to be slower in decay and larger in amplitude as R / L is smaller, and the DC component is attenuated with time, and the amplitude converges to zero in a steady state.

【0007】通常、限流器磁芯の動作磁束密度は、限流
器磁芯の小型化の観点から、高く設定する。つまり、通
電コイルの電圧をE、動作磁束密度をB、磁芯断面積を
Sとすると、E∝B・Sの関係が成り立ち、Bを大きく
するほどSを小さくできる。この時、過渡現象による直
流偏磁により、磁芯の動作点が図20のDの領域に移動
し、短絡時に突入電流が流れる。
Usually, the operating magnetic flux density of the current limiter magnetic core is set high from the viewpoint of miniaturization of the current limiter magnetic core. That is, when the voltage of the energizing coil is E, the operating magnetic flux density is B, and the magnetic core cross-sectional area is S, the relationship of E∝B · S is established, and S can be decreased as B is increased. At this time, the operating point of the magnetic core moves to the region D in FIG. 20 due to the DC bias due to the transient phenomenon, and an inrush current flows at the time of short circuit.

【0008】しかしながら、日本応用磁気学会誌(Vol.
22, No.10, 1998, p.1317-1322)においては、上述の限
流器の過渡現象について何ら考慮されていなかった。そ
こで、本出願人は、従来の限流器1と等価の限流器モデ
ルを作製し、この限流器モデルを用いて過渡現象につい
て検討した結果について述べる。
However, the Journal of Applied Magnetics of Japan (Vol.
22, No. 10, 1998, p. 1317-1322), no consideration was given to the transient phenomenon of the current limiting device. Therefore, the applicant of the present invention describes a result of studying a transient phenomenon using a current limiter model equivalent to the conventional current limiter 1 and using the current limiter model.

【0009】図23は本出願人が作製した限流器モデル
の構成を示す模式図である。図23において、限流器6
(公知ではない)は、2つの素子7を逆極性となるよう
に直列に接続して、即ち2つの素子7の通電コイル11
を逆シリーズとなるように接続して構成されている。各
素子7は、角形性のよい軟質磁性材料、例えば方向性珪
素鋼を平板状に作製されたスイッチング用の軟質磁芯8
と、軟質磁性材料で平板状に作製され、軟質磁芯8に対
向して平行に配置されたヨーク9aと、軟質磁芯8とヨ
ーク9aとの長さ方向の両端部間にそれぞれ介装された
高保磁力で高残留磁束密度の永久磁石10a、10b
と、軟質磁性材料で直方体に作製され、軟質磁芯8と永
久磁石10a、10bとの間に介装されたヨーク9b、
9cと、軟質磁芯8を囲繞するように巻回された通電コ
イル11とから構成されている。
FIG. 23 is a schematic diagram showing the structure of a fault current limiter model produced by the present applicant. In FIG. 23, the current limiter 6
In (not known), two elements 7 are connected in series so as to have opposite polarities, that is, the energizing coil 11 of the two elements 7 is connected.
Are connected to form a reverse series. Each element 7 is a soft magnetic core 8 for switching made of a soft magnetic material having a good squareness, for example, directional silicon steel in a flat plate shape.
A yoke 9a made of a soft magnetic material in a flat plate shape and arranged in parallel to face the soft magnetic core 8, and interposed between both ends of the soft magnetic core 8 and the yoke 9a in the longitudinal direction. Permanent magnets 10a, 10b with high coercive force and high residual magnetic flux density
And a yoke 9b which is made of a soft magnetic material into a rectangular parallelepiped and is interposed between the soft magnetic core 8 and the permanent magnets 10a and 10b.
9c and a current-carrying coil 11 wound so as to surround the soft magnetic core 8.

【0010】そして、軟質磁芯8は、通電コイル11へ
の未通電時、永久磁石10a、10bにより磁気飽和領
域まで磁化されるような磁路断面積に形成されている。
一方、ヨーク9a、9b、9cは、磁路断面積が軟質磁
芯8より大きく形成され、未磁気飽和状態となる。ま
た、各永久磁石10a、10bは、磁化方向を軟質磁芯
8の厚み方向に一致し、かつ、互いに逆向きとなるよう
に、着磁されている。これにより、軟質磁芯8は、ヨー
ク9a、9b、9cおよび永久磁石10a、10bとと
もに閉磁気回路を構成し、一対の永久磁石10a、10
bにより図23中矢印方向にそれぞれ磁化される。
The soft magnetic core 8 is formed in a magnetic path cross-sectional area which is magnetized to the magnetic saturation region by the permanent magnets 10a and 10b when the energizing coil 11 is not energized.
On the other hand, the yokes 9a, 9b, 9c are formed with a magnetic path cross-sectional area larger than that of the soft magnetic core 8, and are in a non-magnetic saturation state. Further, the permanent magnets 10a and 10b are magnetized so that the magnetization directions thereof coincide with the thickness direction of the soft magnetic core 8 and are opposite to each other. As a result, the soft magnetic core 8 constitutes a closed magnetic circuit together with the yokes 9a, 9b, 9c and the permanent magnets 10a, 10b, and the pair of permanent magnets 10a, 10b.
By b, they are magnetized in the arrow directions in FIG.

【0011】この限流器6は、従来の限流器1と同様
に、電源側と負荷側との間に挿入されて使用される。そ
して、軟質磁芯8は、図22の磁束−電流線図と同等の
特性を有している。そこで、正常動作時には、定常電流
が通電コイル11に流れるので、軟質磁芯8は飽和磁化
領域にあり、磁束変化がほとんどない。その結果、通電
コイル11のインピーダンスが小さく、通電コイル11
での電圧降下が小さいので、電源電圧が負荷(R)に殆
ど印加される。一方、負荷(R)が短絡し、大電流が通
電コイル11に流れると、両素子7の軟質磁芯8は互い
に逆方向の磁気飽和領域に磁化反転し、通電コイル11
のインピーダンスが大きくなる。その結果、電源電圧の
殆どが通電コイル11に加わり、短絡電流が高インピー
ダンス状態の限流器6により限流されることになる。
The current limiting device 6 is used by being inserted between the power source side and the load side, like the conventional current limiting device 1. The soft magnetic core 8 has the same characteristics as the magnetic flux-current diagram of FIG. Therefore, during normal operation, a steady current flows through the current-carrying coil 11, so that the soft magnetic core 8 is in the saturated magnetization region and there is almost no change in magnetic flux. As a result, the impedance of the energizing coil 11 is small,
Since the voltage drop at is small, the power supply voltage is almost applied to the load (R). On the other hand, when the load (R) is short-circuited and a large current flows in the energizing coil 11, the soft magnetic cores 8 of both elements 7 are magnetized to be reversed in the magnetic saturation regions in mutually opposite directions, and the energizing coil 11
The impedance of becomes large. As a result, most of the power supply voltage is applied to the energizing coil 11, and the short-circuit current is limited by the current limiter 6 in the high impedance state.

【0012】ここで、過渡電流がほぼ最大となる投入タ
イミングで電圧を限流器6に印加し、コイル電流波形お
よび磁芯磁束波形を測定した結果を、図24に示す。な
お、図24中、15はコイル電流波形を、16は磁芯磁
束波形を表している。また、磁芯磁束波形は、各素子7
の軟質磁芯8に巻回したコイルを逆シリーズに繋いで三
次コイルを構成し、オープン状態の三次コイルに誘起さ
れる電圧を積分することで得た。さらに、軟質磁芯8の
動作磁束密度は、定常状態で、磁芯に使用した方向性珪
素鋼の飽和磁束密度2テラスになるように電圧が設定さ
れている。そして、図24(a)と図24(b)とは、
異なる投入タイミングで電圧を限流器6に印加した場合
のコイル電流波形および磁芯磁束波形を表している。
FIG. 24 shows the results of measuring the coil current waveform and the magnetic core magnetic flux waveform by applying a voltage to the current limiting device 6 at the closing timing when the transient current is almost maximum. In addition, in FIG. 24, 15 represents a coil current waveform and 16 represents a magnetic core magnetic flux waveform. The magnetic flux waveform of the magnetic core is
The coil wound around the soft magnetic core 8 was connected to the reverse series to form a tertiary coil, and the voltage induced in the tertiary coil in the open state was integrated and obtained. Further, the operating magnetic flux density of the soft magnetic core 8 is set to a voltage such that, in a steady state, the saturation magnetic flux density of the grain-oriented silicon steel used for the magnetic core is 2 terraces. Then, FIG. 24A and FIG.
The waveforms of the coil current and the magnetic flux of the magnetic core are shown when the voltage is applied to the current limiter 6 at different timings.

【0013】図24(a)、(b)から、コイル電流波
形は、電圧の投入タイミングにより変化するが、いずれ
も時間sで磁束波形の頂部がクリックされ始め、軟質磁
芯8が飽和していることが分かる。そして、通電コイル
11に流れる電流は、軟質磁芯8の飽和により急増する
投入状態となっていることが分かる。実際の限流器で
は、正常動作時での電路における負荷電流irによる銅
損(irR)を小さくするため、R≪ωLとなるよう
に設計する。そこで、突入電流のピークは、R/Lが小
さくなるほど大きくなり、遮断時、アーク電流が大き
く、遮断が困難となるという問題がある。また、軟質磁
芯の動作磁束密度を小さく(例えば、図20のB点)設
定して、過渡現象による磁気飽和を避けることで、突入
電流を小さくする或いは無くすことができる。しかしな
がら、これは軟質磁芯8の断面積を大きくしなければな
らず、結果的に軟質磁芯8や永久磁石10a、10bの
体積が増大し、限流器が大型化してしまう。なお、本出
願人が検討した限流器6における上述の不具合は、従来
の限流器1においても、生じることになる。
From FIGS. 24 (a) and 24 (b), the coil current waveform changes depending on the voltage application timing, but in both cases, the top of the magnetic flux waveform begins to be clicked at time s, and the soft magnetic core 8 is saturated. I know that Then, it can be seen that the current flowing through the energizing coil 11 is in a closing state in which it rapidly increases due to the saturation of the soft magnetic core 8. An actual current limiting device is designed so that R << ωL in order to reduce the copper loss (ir 2 R) due to the load current ir in the electric path during normal operation. Therefore, there is a problem that the peak of the inrush current becomes larger as R / L becomes smaller, and the arc current becomes large at the time of interruption, which makes interruption difficult. Further, by setting the operating magnetic flux density of the soft magnetic core to be small (for example, point B in FIG. 20) and avoiding magnetic saturation due to a transient phenomenon, the inrush current can be reduced or eliminated. However, this requires that the cross-sectional area of the soft magnetic core 8 be increased, resulting in an increase in the volume of the soft magnetic core 8 and the permanent magnets 10a, 10b, and an increase in the size of the current limiting device. The above-mentioned inconvenience in the current limiting device 6 studied by the applicant of the present invention also occurs in the conventional current limiting device 1.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】このように、永久磁石
を用いた従来の磁気スイッチング式の限流器では、突入
電流を抑制するために、大型化してしまうという課題が
あった。
As described above, the conventional magnetic switching type current limiting device using the permanent magnet has a problem that it is increased in size in order to suppress the inrush current.

【0015】この発明は、上記のような課題を解決する
ために、短絡時の通電コイルの電流波形を遮断しやすい
波形とし、磁芯の磁束密度を高く設定できるようにし、
小型の限流器を得ることを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention makes it possible to easily cut off the current waveform of the energizing coil at the time of short circuit, and to set the magnetic flux density of the magnetic core high.
The purpose is to obtain a small current limiting device.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】この発明に係る限流器
は、少なくともスイッチング用軟質磁芯および永久磁石
により構成される第1および第2の閉磁気回路と、上記
第1の閉磁気回路を構成する上記スイッチング用軟質磁
芯に巻回された第1の通電コイルおよび第1の二次コイ
ルと、上記第2の閉磁気回路を構成する上記スイッチン
グ用軟質磁芯に巻回された第2の通電コイルおよび第2
の二次コイルとを備え、上記第1および第2の通電コイ
ルが逆シリーズに接続され、上記第1および第2の二次
コイルが差動に接続され、かつ、差動に接続された上記
二次コイルの開放端がコンデンサを介して接続されてい
るものである。
A current limiting device according to the present invention includes first and second closed magnetic circuits each including at least a soft magnetic core for switching and a permanent magnet, and the first closed magnetic circuit. A first energizing coil and a first secondary coil wound around the soft magnetic core for switching that constitutes the second magnetic coil, and a second magnetic coil wound around the soft magnetic core for switching that constitutes the second closed magnetic circuit. Energizing coil and second
Secondary coil, the first and second energizing coils are connected in reverse series, the first and second secondary coils are differentially connected, and the differentially connected The open end of the secondary coil is connected via a capacitor.

【0017】また、上記第1および第2の閉磁気回路の
それぞれは、上記スイッチング用軟質磁芯と第1ヨーク
とが対向して配置され、第2ヨークおよび第1の永久磁
石が積層されて上記スイッチング用軟質磁芯と上記第1
ヨークとの一端部間に挟持・接合され、かつ、第3ヨー
クおよび第2の永久磁石が積層されて上記スイッチング
用軟質磁芯と上記第1ヨークとの他端部間に挟持・接合
されて構成され、上記第1および第2の永久磁石は、磁
化方向を、上記スイッチング用軟質磁芯との接合面に直
交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁され、上記
スイッチング用軟質磁芯は、上記第1および第2の永久
磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、さら
に、上記第1乃至第3ヨークは、上記スイッチング用軟
質磁芯より大きな磁路断面積に形成されているものであ
る。
In each of the first and second closed magnetic circuits, the switching soft magnetic core and the first yoke are arranged to face each other, and the second yoke and the first permanent magnet are laminated. The soft magnetic core for switching and the first
It is sandwiched and joined between one end of the yoke and the third yoke and the second permanent magnet, and sandwiched and joined between the other end of the soft magnetic core for switching and the first yoke. The first and second permanent magnets are magnetized so that the magnetization directions thereof are orthogonal to the joint surface with the switching soft magnetic core and opposite to each other. The core is formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets, and the first to third yokes are formed in a magnetic path cross-sectional area larger than that of the switching soft magnetic core. It has been done.

【0018】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、第1の永久磁石が上記第1および第2のス
イッチング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、か
つ、第2の永久磁石が上記第1および第2のスイッチン
グ用軟質磁芯の他端部間に挟持・接合されてなる単一の
閉磁気回路により構成され、上記第1の通電コイルおよ
び第1の二次コイルは、上記第1のスイッチング用軟質
磁芯に巻回され、上記第2の通電コイルおよび第2の二
次コイルは、上記第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回
され、上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、
上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯との接合
面に直交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁さ
れ、さらに、上記第1および第2のスイッチング用軟質
磁芯は、上記第1および第2の永久磁石により磁気飽和
される磁路断面積に形成されている。
In the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the first permanent magnet is used for the first and second switching. A single closed magnet which is sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core, and the second permanent magnet is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. Circuit, the first energizing coil and the first secondary coil are wound around the first soft magnetic core for switching, and the second energizing coil and the second secondary coil are The first and second permanent magnets are wound around a second soft magnetic core for switching, and the magnetization directions of the first and second permanent magnets are
The first and second soft magnetic cores for switching are magnetized so as to be orthogonal to the joint surface with the soft magnetic cores for switching and opposite to each other. Furthermore, the first and second soft magnetic cores for switching are It is formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets.

【0019】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、永久磁石が上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、ヨ
ークが上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯の
他端部間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気回路によ
り構成され、上記第1の通電コイルおよび第1の二次コ
イルは、上記第1のスイッチング用軟質磁芯に巻回さ
れ、上記第2の通電コイルおよび第2の二次コイルは、
上記第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、上記永
久磁石は、磁化方向を、上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯との接合面に直交するように着磁され、
上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯は、上記
永久磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、
さらに、上記ヨークは、上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されている
ものである。
In the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the permanent magnets have the first and second soft magnetic cores for switching. A single closed magnetic circuit sandwiched and joined between one ends of the first and second soft magnetic cores for switching, and a yoke which is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. The first energizing coil and the first secondary coil are wound around the first switching soft magnetic core, and the second energizing coil and the second secondary coil are
The permanent magnet is wound around the second soft magnetic core for switching, and the permanent magnet is magnetized so that the magnetization direction is orthogonal to the joint surface with the first and second soft magnetic cores for switching.
The first and second soft magnetic cores for switching are formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the permanent magnets.
Further, the yoke is formed to have a larger magnetic path cross-sectional area than the first and second soft magnetic cores for switching.

【0020】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、第1の永久磁石が上記第1および第2のス
イッチング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、か
つ、第2の永久磁石が上記第1および第2のスイッチン
グ用軟質磁芯の他端部間に挟持・接合されてなる単一の
閉磁気回路により構成され、上記第1および第2の通電
コイルは、上記第1および第2のスイッチング用軟質磁
芯を一括して囲繞するように巻回してなる単一のコイル
により構成され、上記第1の二次コイルは、上記第1の
スイッチング用軟質磁芯に巻回され、上記第2の二次コ
イルは、上記第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回さ
れ、上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、上
記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯との接合面
に直交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁され、
さらに、上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯
は、上記第1および第2の永久磁石により磁気飽和され
る磁路断面積に形成されているものである。
In the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the first permanent magnet is used for the first and second switching magnetic circuits. A single closed magnet which is sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core, and the second permanent magnet is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. A first coil and a second coil, wherein the first and second energizing coils are constituted by a single coil formed by winding the first and second soft magnetic cores for switching so as to collectively surround them. The first secondary coil is wound around the first soft magnetic core for switching, the second secondary coil is wound around the second soft magnetic core for switching, and the first and second soft magnetic cores are wound. Of the permanent magnet of the first and second magnets Perpendicular to the junction surface of the etching for the soft magnetic core, and is magnetized so as to opposite to each other,
Further, the first and second soft magnetic cores for switching are formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets.

【0021】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、永久磁石が上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、ヨ
ークが上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯の
他端部間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気回路によ
り構成され、上記第1および第2の通電コイルは、上記
第1および第2のスイッチング用軟質磁芯を一括して囲
繞するように巻回してなる単一のコイルにより構成さ
れ、上記第1の二次コイルは、上記第1のスイッチング
用軟質磁芯に巻回され、上記第2の二次コイルは、上記
第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、上記永久磁
石は、磁化方向を、上記第1および第2のスイッチング
用軟質磁芯との接合面に直交するように着磁され、上記
第1および第2のスイッチング用軟質磁芯は、上記永久
磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、さら
に、上記ヨークは、上記第1および第2のスイッチング
用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されているもの
である。
Further, in the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the permanent magnets have the first and second soft magnetic cores for switching. A single closed magnetic circuit sandwiched and joined between one ends of the first and second soft magnetic cores for switching, and a yoke which is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. The first and second energizing coils are constituted by a single coil formed by winding the first and second soft magnetic cores for switching so as to surround them collectively, and the first secondary coil is The first soft magnetic core for switching is wound around, the second secondary coil is wound around the second soft magnetic core for switching, and the permanent magnet has a magnetizing direction of the first and second soft magnetic cores. Joint surface with second soft magnetic core for switching The first and second soft magnetic cores for switching, which are magnetized so as to be orthogonal to each other, are formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the permanent magnets, and further, the yoke includes the first and second soft magnetic cores. The magnetic path cross-sectional area is larger than that of the switching soft magnetic core.

【0022】また、上記コンデンサを有極性の電界コン
デンサとするものである。
The capacitor is a polar electric field capacitor.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1に係る限
流器の構成を示す斜視図、図2はこの発明の実施の形態
1に係る限流器の回路図、図3はこの発明の実施の形態
1に係る限流器におけるコイル仕様を示す図、図4はこ
の発明の実施の形態1に係る限流器におけるコア仕様を
示す図である。なお、図1および図2において、矢印は
軟質磁芯の磁化の向きを示し、図2において、黒丸は極
性を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1. 1 is a perspective view showing the configuration of a current limiting device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of the current limiting device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 1 is a diagram showing coil specifications in the current limiting device according to the first embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing core specifications in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention. 1 and 2, the arrow indicates the direction of magnetization of the soft magnetic core, and the black circle in FIG. 2 indicates the polarity.

【0024】図1において、20a、20bはそれぞれ
硬質磁性材料である希土類磁石(Nd−Fe−B系、S
m−Co系)から構成された第1および第2の永久磁石
であり、これらの第1および第2の永久磁石20a、2
0bはほぼ同材質で同形状の角柱状に作製されている。
なお、第1および第2の永久磁石20a、20bは、装
置の小型化という観点から、保磁力および残留磁束密度
の大きい磁気特性を有していることが望ましい。21は
軟質磁性材料である方向性珪素鋼から平板状に作製され
たスイッチング用軟質磁芯である。22aは軟質磁芯2
1と同材質で平板状に作製された第1ヨーク、22b、
22cは軟質磁芯21と同材質で直方体に作製された第
2および第3ヨークである。そして、軟質磁芯21、第
1乃至第3ヨーク22a、22b、22cの材料は、高
透磁率で、かつ、角形性のよいものが望ましい。また、
軟質磁芯21は、図20に示される磁束−電流線図と同
等の特性を有している。23は銅等の低抵抗材で作製さ
れた通電コイル、24は銅等の低抵抗材で作製された二
次コイルである。
In FIG. 1, 20a and 20b are rare earth magnets (Nd-Fe-B system, S) which are hard magnetic materials.
m-Co system), and the first and second permanent magnets 20a, 2b.
0b is made of substantially the same material and has a prismatic shape of the same shape.
In addition, it is desirable that the first and second permanent magnets 20a and 20b have magnetic characteristics with a large coercive force and a residual magnetic flux density from the viewpoint of miniaturization of the device. Reference numeral 21 is a soft magnetic core for switching, which is made in the shape of a flat plate from grain-oriented silicon steel which is a soft magnetic material. 22a is a soft magnetic core 2
A first yoke 22b made of the same material as that of 1 and having a flat plate shape,
The second and third yokes 22c are made of the same material as the soft magnetic core 21 and are formed in a rectangular parallelepiped. The materials for the soft magnetic core 21 and the first to third yokes 22a, 22b, 22c are preferably those having high magnetic permeability and good squareness. Also,
The soft magnetic core 21 has characteristics equivalent to those of the magnetic flux-current diagram shown in FIG. Reference numeral 23 is a current-carrying coil made of a low resistance material such as copper, and 24 is a secondary coil made of a low resistance material such as copper.

【0025】ここで、素子110A、110Bは、それ
ぞれ、軟質磁芯21と第1ヨーク22aとが一端部間に
第2ヨーク22bと第1の永久磁石20aとを積層して
挟持し、他端部間に第3ヨーク22cと第2の永久磁石
20bとを積層して挟持して互いに相対して配置されて
接合一体化され、通電コイル23および二次コイル24
が軟質磁芯21を囲繞するように巻回されて、構成され
ている。そして、素子110Aの通電コイル23(第1
の通電コイルに相当)と素子110Bの通電コイル23
(第2の通電コイルに相当)とが逆シリーズに連結さ
れ、素子110Aの二次コイル24(第1の二次コイル
に相当)と素子110Bの二次コイル24(第2の二次
コイルに相当)とが差動に連結され、連結された二次コ
イル24の両端がコンデンサ25を介して接続されて、
磁気スイッチング式限流器100を構成している。この
限流器100は、図2に示される回路を構成している。
なお、限流器100の仕様は図3および図4に示された
通りである。
Here, in the elements 110A and 110B, the soft magnetic core 21 and the first yoke 22a respectively sandwich and sandwich the second yoke 22b and the first permanent magnet 20a between one ends, and the other ends. The third yoke 22c and the second permanent magnet 20b are laminated and sandwiched between the parts, and are arranged so as to face each other and are joined and integrated, and the energizing coil 23 and the secondary coil 24 are provided.
Is wound and configured so as to surround the soft magnetic core 21. Then, the energizing coil 23 (first
(Corresponding to the energizing coil of) and the energizing coil 23 of the element 110B
(Corresponding to the second energizing coil) and the secondary coil 24 of the element 110A (corresponding to the first secondary coil) and the secondary coil 24 of the element 110B (corresponding to the second secondary coil). (Corresponding to) is differentially connected, and both ends of the connected secondary coil 24 are connected via a capacitor 25,
The magnetic switching type fault current limiter 100 is configured. This fault current limiter 100 constitutes the circuit shown in FIG.
The specifications of the current limiting device 100 are as shown in FIGS. 3 and 4.

【0026】ここで、第1および第2の永久磁石20
a、20bは、磁化方向を軟質磁芯21および第1ヨー
ク22aが接合される面に垂直な方向(軟質磁芯21お
よび第1ヨーク22aの厚み方向)に一致し、かつ、互
いに逆向きとなるように、着磁されている。これによ
り、素子110Aにおいては、軟質磁芯21は、第1お
よび第2の永久磁石20a、20bおよび第1乃至第3
ヨーク22a、22b、22cとともに第1の閉磁気回
路を構成し、第1および第2の永久磁石20a、20b
により図1中矢印方向に磁化される。同様に、素子11
0Bにおいては、軟質磁芯21は、第1および第2の永
久磁石20a、20bおよび第1乃至第3ヨーク22
a、22b、22cとともに第2の閉磁気回路を構成
し、第1および第2の永久磁石20a、20bにより図
1中矢印方向に磁化される。また、軟質磁芯21は、通
電コイル23への未通電時、第1および第2の永久磁石
20a、20bにより磁気飽和領域まで磁化されるよう
な磁路断面積に形成されている。一方、第1乃至第3ヨ
ーク22a、22b、22cは、軟質磁芯21より磁路
断面積を大きく形成され、磁気飽和されないように構成
されている。
Here, the first and second permanent magnets 20
a and 20b have their magnetization directions aligned with the direction perpendicular to the surface where the soft magnetic core 21 and the first yoke 22a are joined (the thickness direction of the soft magnetic core 21 and the first yoke 22a), and opposite to each other. It is magnetized so that As a result, in the element 110A, the soft magnetic core 21 has the first and second permanent magnets 20a and 20b and the first to the third permanent magnets.
A first closed magnetic circuit is formed with the yokes 22a, 22b and 22c, and the first and second permanent magnets 20a and 20b are provided.
Is magnetized in the direction of the arrow in FIG. Similarly, element 11
In 0B, the soft magnetic core 21 includes the first and second permanent magnets 20a and 20b and the first to third yokes 22.
A second closed magnetic circuit is formed with a, 22b, and 22c, and is magnetized in the arrow direction in FIG. 1 by the first and second permanent magnets 20a and 20b. In addition, the soft magnetic core 21 is formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetized to the magnetic saturation region by the first and second permanent magnets 20a and 20b when the energizing coil 23 is not energized. On the other hand, the first to third yokes 22a, 22b, 22c are formed to have a magnetic path cross-sectional area larger than that of the soft magnetic core 21, so that they are not magnetically saturated.

【0027】つぎに、この限流器100の動作について
説明する。この限流器100は、図21の回路図におい
て、限流器1に代えて、逆シリーズに接続された2つの
通電コイル23の一端を電源に接続し、他端を負荷に接
続して、電源側と負荷側との間に挿入される。そして、
素子110A、110Bの軟質磁芯21は、それぞれ第
1および第2の永久磁石20a、20bによりバイアス
されて磁気飽和領域まで磁化されている。そして、通電
コイル23に交流電流を流すことにより、第1および第
2の閉磁気回路を構成する両軟質磁芯21の動作点が、
半周期毎に、一方の飽和域A→他方の飽和域C→一方の
飽和域Aと変化し、正常動作時には低インピーダンスと
なり、過大電流時には高インピーダンスとなる。
Next, the operation of the current limiting device 100 will be described. 21. In the circuit diagram of FIG. 21, the current limiter 100 is configured such that, in place of the current limiter 1, one of the two energizing coils 23 connected in the reverse series is connected to a power source and the other end is connected to a load, It is inserted between the power supply side and the load side. And
The soft magnetic cores 21 of the elements 110A and 110B are biased by the first and second permanent magnets 20a and 20b, respectively, and magnetized to the magnetic saturation region. Then, by passing an alternating current through the energizing coil 23, the operating points of the two soft magnetic cores 21 forming the first and second closed magnetic circuits are
It changes from one saturation region A to the other saturation region C to one saturation region A every half cycle, and has a low impedance during normal operation and a high impedance during excessive current.

【0028】そこで、正常動作時には、定常電流が各通
電コイル23に流れるので、両軟質磁芯21は磁気飽和
領域にあり、磁束変化がほとんどない。その結果、通電
コイル23のインピーダンスが小さく、通電コイル23
での電圧降下が小さいので、電源電圧が負荷(R)に殆
ど印加される。一方、負荷(R)が短絡し、大電流が通
電コイル23に流れると、両軟質磁芯21は互いに逆方
向の磁気飽和領域に磁化反転し、各通電コイル23のイ
ンピーダンスが大きくなり、電源電圧の殆どが通電コイ
ル23に加わる。そこで、短絡電流が高インピーダンス
状態の限流器により限流されることになる。
Therefore, during normal operation, a steady current flows through each energizing coil 23, so that both soft magnetic cores 21 are in the magnetic saturation region and there is almost no change in magnetic flux. As a result, the impedance of the energizing coil 23 is small and the energizing coil 23
Since the voltage drop at is small, the power supply voltage is almost applied to the load (R). On the other hand, when the load (R) is short-circuited and a large current flows through the energizing coil 23, the magnetizations of the two soft magnetic cores 21 are reversed to the magnetic saturation regions in opposite directions, the impedance of each energizing coil 23 increases, and the power supply voltage increases. Most of them are added to the energizing coil 23. Therefore, the short-circuit current is limited by the current limiter in the high impedance state.

【0029】ここで、この限流器100における直流分
が減衰した定常状態での通電コイル23に流れる電流波
形について説明する。まず、コンデンサ25がなく、両
二次コイル24が差動に接続されている場合において、
電路短絡がなく、正常動作時では、軟質磁芯21は磁気
飽和状態にあるので、磁芯の増分透磁率は小さく、二次
コイル24のリアクタンスは非常に小さく、二次コイル
24での電圧降下は極めて小さい。理想的に増分透磁率
が1の時、両二次コイル24の巻き数、断面積が等しけ
れば、各二次コイル24に誘起される電圧は、振幅が同
じで、逆位相となるので、トータルでゼロとなる。な
お、各二次コイル24に誘起される電圧が逆位相となる
ように2つの二次コイル24を接続することを差動に接
続するという。
Now, the waveform of the current flowing through the current-carrying coil 23 in the steady state in which the direct current component in the current limiting device 100 is attenuated will be described. First, in the case where there is no capacitor 25 and both secondary coils 24 are differentially connected,
During normal operation without electric circuit short-circuiting, the soft magnetic core 21 is in a magnetic saturation state, so the incremental magnetic permeability of the magnetic core is small, the reactance of the secondary coil 24 is very small, and the voltage drop in the secondary coil 24 is small. Is extremely small. Ideally, when the incremental magnetic permeability is 1, if the number of turns and the cross-sectional areas of both secondary coils 24 are equal, the voltages induced in each secondary coil 24 have the same amplitude and opposite phase, so the total Will be zero. Note that connecting the two secondary coils 24 so that the voltages induced in the respective secondary coils 24 have opposite phases is referred to as differential connection.

【0030】一方、電路短絡時では、素子110A、1
10Bの軟質磁芯21は、交流電圧の半周期毎に、一方
の飽和域A→他方の飽和域C→一方の飽和域Aと磁化の
動作点が変化する。これにより、短絡時の定常状態で
は、図5に示されるように、電源電圧の倍周波数の電圧
が、差動に接続された2つの二次コイル24の全体に誘
起される。なお、比較のために、通電コイル23と同様
に逆シリーズに接続した2つの二次コイル24の全体に
誘起される電圧波形を図6に示す。この逆シリーズに接
続した2つの二次コイル24の全体に誘起される電圧
は、図6に示されるように、電源電圧と同じ繰り返し周
波数となる。
On the other hand, when the electric circuit is short-circuited, the elements 110A, 1
In the soft magnetic core 21 of 10B, the operating point of magnetization changes from one saturation region A to the other saturation region C to one saturation region A for each half cycle of the AC voltage. As a result, in the steady state at the time of short circuit, as shown in FIG. 5, a voltage having a double frequency of the power supply voltage is induced in the entire two secondary coils 24 that are differentially connected. For comparison, FIG. 6 shows a voltage waveform induced in the entire two secondary coils 24 connected in the reverse series like the energizing coil 23. The voltage induced across the two secondary coils 24 connected to this reverse series has the same repetition frequency as the power supply voltage, as shown in FIG.

【0031】ここで、差動に接続された両二次コイル2
4がコンデンサ25(200μF)を介して接続されて
いると、電路短絡時、二次コイル24には、図7に示さ
れるように、時間軸(t)に対し上下非対称の電流が流
れる。この電流が二次コイル24に流れると、電磁誘導
則により、二次コイル24に流れる電流の半周期分を反
転した時間軸(t)に対して上下対称の電流が逆シリー
ズに接続された通電コイル23の全体に流れる。なお、
電磁誘導側によって通電コイル23の全体に流れる電流
の振幅および位相は、コンデンサ25の容量に依存して
変化する。
Here, both secondary coils 2 connected differentially
When 4 is connected via the capacitor 25 (200 μF), a current asymmetrical with respect to the time axis (t) flows in the secondary coil 24 when the electric circuit is short-circuited, as shown in FIG. 7. When this current flows through the secondary coil 24, a current symmetrical in the vertical direction with respect to the time axis (t) obtained by reversing a half cycle of the current flowing through the secondary coil 24 is connected in the reverse series according to the electromagnetic induction law. It flows through the entire coil 23. In addition,
The amplitude and phase of the current flowing through the energizing coil 23 by the electromagnetic induction side changes depending on the capacity of the capacitor 25.

【0032】そこで、電路短絡時に限流器100の逆シ
リーズに接続された通電コイル23の全体に流れる電流
は、この電磁誘導側によって通電コイル23の全体に流
れる電流と、限流器100で二次コイル24が除去され
た(二次コイルをオープンとする)ものにおいて逆シリ
ーズに接続された通電コイル23の全体に流れる電流
(図8に示す)とが加算されたものとなる。つまり、電
路短絡時に限流器100の逆シリーズに接続された通電
コイル23の全体に流れる電流は、図9に示されるよう
に、半周期に2つのピークを持つ、立ち上がり時間の短
い波形となる。また、この2つのピーク値は、図8に示
される電流波形のピーク値より小さくなっている。な
お、図9において、15は電流波形を、16は磁束波形
を表している。他の図においても、15は電流波形を、
16は磁束波形を表すものとする。
Therefore, when the electric circuit is short-circuited, the current flowing through the energizing coil 23 connected to the reverse series of the current limiting device 100 is divided into the current flowing through the energizing coil 23 by the electromagnetic induction side and the current limiting device 100. When the secondary coil 24 is removed (the secondary coil is opened), the current (shown in FIG. 8) flowing through the entire energizing coil 23 connected in the reverse series is added. That is, the current flowing through the entire energizing coil 23 connected to the reverse series of the current limiting device 100 at the time of short-circuiting the electric circuit has a waveform having two peaks in a half cycle and a short rise time, as shown in FIG. . Moreover, these two peak values are smaller than the peak values of the current waveform shown in FIG. In addition, in FIG. 9, 15 represents a current waveform and 16 represents a magnetic flux waveform. In other figures, 15 is a current waveform,
Reference numeral 16 represents a magnetic flux waveform.

【0033】また、限流器100においてコンデンサ2
5を400μFとした場合、電路短絡時に、逆シリーズ
に接続された通電コイル23の全体に流れる電流は、図
10に示される波形が得られた。この電流波形において
も、電流の立ち上がり時間が短くなっている。このよう
に、限流器100においては、電路短絡時に逆シリーズ
に接続された通電コイル23の全体に流れる電流波形
は、回路定数(コンデンサ容量等)により変化する。そ
して、回路定数を設定することにより、電流の立ち上が
り時間を短縮でき、さらには電流ピークを小さくでき
る。
In the current limiter 100, the capacitor 2
When 5 was set to 400 μF, when the electric circuit was short-circuited, the current flowing through the entire energizing coil 23 connected in the reverse series had the waveform shown in FIG. 10. Also in this current waveform, the rise time of the current is short. As described above, in the current limiting device 100, the current waveform flowing through the entire energizing coil 23 connected in the reverse series when the electric circuit is short-circuited changes depending on the circuit constant (capacitor capacity or the like). Then, by setting the circuit constant, the rise time of the current can be shortened and the current peak can be reduced.

【0034】ついで、この限流器100における過渡状
態での通電コイル23に流れる電流波形について説明す
る。この限流器100において、コンデンサ25の容量
を250μF、300μF、400μF、700μFと
した時の突入電流が発生する電圧の投入タイミングでの
電流および磁束波形を観測し、その結果を図11乃至図
14に示す。図11乃至図14から、電路短絡時に逆シ
リーズに接続された通電コイル23の全体に流れる電流
波形は、急激に立ち上がり、電流の時間変化が非常に少
ない領域X−Wを経た後ピーク値をもつ波形となること
がわかる。そこで、電流の時間変化が非常に少ない領域
X−Wで短絡電流を遮断することで、突入電流によるア
ーク電流の急増する前に短絡電流を遮断できることが可
能となる。
Next, the waveform of the current flowing through the current-carrying coil 23 in the transient state of the current limiting device 100 will be described. In this fault current limiter 100, the current and the magnetic flux waveform at the timing of voltage application of the inrush current when the capacitance of the capacitor 25 was set to 250 μF, 300 μF, 400 μF, and 700 μF were observed, and the results are shown in FIGS. Shown in. From FIG. 11 to FIG. 14, the waveform of the current flowing through the energizing coil 23 connected in the reverse series at the time of short-circuiting the electric circuit has a peak value after passing through the region X-W in which the time change of the current is extremely small. It turns out that it becomes a waveform. Therefore, by interrupting the short-circuit current in the region X-W in which the time change of the current is extremely small, it becomes possible to interrupt the short-circuit current before the arc current suddenly increases due to the inrush current.

【0035】このように、この実施の形態1によれば、
第1および第2の閉磁気回路を構成する軟質磁芯21に
それぞれ巻回された二次コイル24を差動に接続し、か
つ、両二次コイル24の両端をコンデンサ25を介して
接続している。そこで、電路短絡時に逆シリーズに接続
された通電コイル23に流れる電流の立ち上がりが短く
なり、電路短絡に速やかに応答して短絡電流を遮断で
き、限流応答性が向上する。また、逆シリーズに接続さ
れた通電コイル23に流れる電流のピーク値が低くな
り、遮断時のアーク電流を小さくでき、遮断性能が向上
される。さらに、短絡時に通電コイル23に流れる電流
波形が電流の時間変化の非常に少ない領域をもつ波形と
なり、即ち遮断しやすい波形となり、遮断性能を低下さ
せることなく軟質磁芯21の磁束密度を高く設定でき、
限流器の小型化が図られる。
As described above, according to the first embodiment,
The secondary coils 24 respectively wound around the soft magnetic cores 21 constituting the first and second closed magnetic circuits are differentially connected, and both ends of both the secondary coils 24 are connected via a capacitor 25. ing. Therefore, the rise of the current flowing through the energizing coil 23 connected in the reverse series at the time of short-circuiting the electric path is shortened, the short-circuit current can be interrupted quickly in response to the electric-circuit short-circuit, and the current limiting response is improved. Further, the peak value of the current flowing through the energizing coil 23 connected in the reverse series is reduced, the arc current at the time of interruption can be reduced, and the interruption performance is improved. Further, the waveform of the current flowing through the current-carrying coil 23 at the time of a short circuit is a waveform having a region in which the time change of the current is very small, that is, a waveform that is easy to break, and the magnetic flux density of the soft magnetic core 21 is set high without lowering the breaking performance. You can
The current limiter can be miniaturized.

【0036】また、軟質磁芯21、第1乃至第3コア2
2a、22b、22c、第1および第2の永久磁石20
a、20b、通電コイル23、二次コイル24およびコ
ンデンサ25から限流器100を構成しているので、能
動的な手段がなく、高信頼性、メンテナンスフリーの限
流器を実現できる。また、素子110A、110Bが、
第2コア22bと第1の永久磁石20aを軟質磁芯21
および第1コア22aの一端部間に挟持し、第3コア2
2cと第2の永久磁石20bを軟質磁芯21および第1
コア22aの他端部間に挟持し、通電コイル23および
二次コイル24を軟質磁芯21を囲繞するように巻回し
て構成されているので、従来の限流器1に比べて、小型
化・軽量化が図られる。
Further, the soft magnetic core 21 and the first to third cores 2
2a, 22b, 22c, first and second permanent magnets 20
Since the current limiting device 100 is composed of a, 20b, the energizing coil 23, the secondary coil 24, and the capacitor 25, there is no active means, and a highly reliable and maintenance-free current limiting device can be realized. Further, the elements 110A and 110B are
The second core 22b and the first permanent magnet 20a are connected to the soft magnetic core 21.
And the first core 22a and the third core 2a.
2c and the second permanent magnet 20b to the soft magnetic core 21 and the first
Since it is sandwiched between the other ends of the core 22a and the energizing coil 23 and the secondary coil 24 are wound so as to surround the soft magnetic core 21, the size of the current limiter 1 is reduced as compared with the conventional fault current limiter 1. -It is possible to reduce the weight.

【0037】なお、上記実施の形態1において、通電コ
イル23および二次コイル24は軟質磁芯21周りに直
接設けてもよいし、ボビンを介して設けてもよい。ま
た、上記実施の形態1では、第2および第3ヨーク22
b、22cを第1および第2の永久磁石20a、20b
に積層して軟質磁芯21と第1ヨーク22aとの両端部
間に挟持するものとしているが、第2および第3ヨーク
22b、22cを省略して、第1および第2の永久磁石
20a、20bを軟質磁芯21と第1ヨーク22aとの
両端部間に挟持するようにしてもよい。
In the first embodiment, the energizing coil 23 and the secondary coil 24 may be provided directly around the soft magnetic core 21 or may be provided via a bobbin. Further, in the first embodiment, the second and third yokes 22 are
b and 22c to the first and second permanent magnets 20a and 20b.
The first and second permanent magnets 20a and 20c are omitted by omitting the second and third yokes 22b and 22c. 20b may be sandwiched between both ends of the soft magnetic core 21 and the first yoke 22a.

【0038】また、上記実施の形態1では、第2および
第3ヨーク22b、22cを第1および第2の永久磁石
20a、20bに積層して軟質磁芯21と第1ヨーク2
2aとの両端部間に挟持するものとしているが、第2の
永久磁石20bを省略して、第1の永久磁石20aを軟
質磁芯21と第1ヨーク22aとの一端部間に挟持し、
第1の永久磁石20aと同じ厚みのヨークを軟質磁芯2
1と第1ヨーク22aとの他端部間に挟持するようにし
てもよい。また、上記実施の形態1では、図23に示さ
れる限流器6に差動に接続した二次コイル24を設け、
両二次コイル24の両端をコンデンサ25を介して接続
するものとしているが、従来の限流器1に、差動に接続
した二次コイル24を設けかつ、両二次コイル24の両
端をコンデンサ25を介して接続するようにしても、よ
いことは言うまでもないことである。また、上記実施の
形態1では、図3および図4に示されるコイルおよびコ
アの仕様に基づいて限流器を作製するものとしている
が、限流器のコイルおよびコアの仕様は限流器の用途等
により適宜設定されるものである。
In the first embodiment, the second and third yokes 22b and 22c are laminated on the first and second permanent magnets 20a and 20b to form the soft magnetic core 21 and the first yoke 2.
The second permanent magnet 20b is omitted, and the first permanent magnet 20a is sandwiched between one ends of the soft magnetic core 21 and the first yoke 22a.
The yoke having the same thickness as that of the first permanent magnet 20a is attached to the soft magnetic core 2
It may be sandwiched between the other end portions of the first yoke 22a and the first yoke 22a. Further, in the first embodiment, the secondary coil 24 differentially connected to the current limiter 6 shown in FIG. 23 is provided,
Although both ends of both the secondary coils 24 are connected through the capacitors 25, the conventional current limiter 1 is provided with the secondary coils 24 connected in a differential manner, and both ends of the both secondary coils 24 are connected to the capacitors. It goes without saying that it is also possible to connect via 25. Further, in the first embodiment, the current limiting device is manufactured based on the specifications of the coil and the core shown in FIGS. 3 and 4, but the specifications of the coil and the core of the current limiting device are the same as those of the current limiting device. It is appropriately set depending on the purpose of use.

【0039】実施の形態2.図15はこの発明の実施の
形態2に係る限流器の構成を示す斜視図である。図15
において、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯3
0a、30bは、上記実施の形態1におけるスイッチン
グ用軟質磁芯21と同材質で同形状の平板状に作製さ
れ、一端部間に第1の永久磁石20aを挟持し、他端部
間に第2の永久磁石20bを挟持して互いに相対して配
置されて接合一体化されている。第1および第2の通電
コイル31a、31bは、銅等の低抵抗材で作製されて
いる。そして、第1の通電コイル31aが第1の軟質磁
芯30aを囲繞するように巻回され、第2の通電コイル
31bが第2の軟質磁芯30bを囲繞するように巻回さ
れている。また、第1および第2の通電コイル31a、
31bが逆シリーズに接続されている。第1および第2
の二次コイル32a、32bは、銅等の低抵抗材で作製
されている。そして、第1の二次コイル32aが第1の
軟質磁芯30aを囲繞するように巻回され、第2の二次
コイル32aが第2の軟質磁芯30bを囲繞するように
巻回されている。また、第1および第2の二次コイル3
2a、32bが差動に接続され、その両端がコンデンサ
25を介して接続されている。
Embodiment 2. FIG. 15 is a perspective view showing the configuration of a current limiting device according to Embodiment 2 of the present invention. Figure 15
In the first and second soft magnetic cores 3 for switching,
0a and 30b are made of the same material and have the same shape as the switching soft magnetic core 21 in the first embodiment, and are formed in a flat plate shape. The first permanent magnet 20a is sandwiched between one end portions and the first permanent magnet 20a is formed between the other end portions. The two permanent magnets 20b are sandwiched and arranged so as to face each other and are joined and integrated. The first and second energizing coils 31a and 31b are made of a low resistance material such as copper. The first energizing coil 31a is wound so as to surround the first soft magnetic core 30a, and the second energizing coil 31b is wound so as to surround the second soft magnetic core 30b. In addition, the first and second energizing coils 31a,
31b is connected to the reverse series. First and second
The secondary coils 32a and 32b are made of a low resistance material such as copper. Then, the first secondary coil 32a is wound so as to surround the first soft magnetic core 30a, and the second secondary coil 32a is wound so as to surround the second soft magnetic core 30b. There is. In addition, the first and second secondary coils 3
2a and 32b are differentially connected, and both ends thereof are connected via a capacitor 25.

【0040】このように構成された磁気スイッチング式
限流器100Aでは、第1および第2の軟質磁芯30
a、30bと第1および第2の永久磁石20a、20b
とから構成された単一の閉磁気回路を備え、第1の通電
コイル31aおよび第1の二次コイル32aが第1の軟
質磁芯30aに巻回され、第2の通電コイル31bおよ
び第2の二次コイル32bが第2の軟質磁芯30bに巻
回されている。そして、第1および第2の永久磁石20
a、20bは、磁化方向を第1および第2の軟質磁芯3
0a、30bが接合される面に垂直な方向に一致させ、
かつ、互いに逆向きとなるように、着磁されている。ま
た、第1および第2の軟質磁芯30a、30bは、第1
および第2の通電コイル31a、31bへの未通電時、
第1および第2の永久磁石20a、20bにより磁気飽
和領域まで磁化されるような磁路断面積に形成されてい
る。
In the magnetic switching type fault current limiter 100A constructed as described above, the first and second soft magnetic cores 30 are provided.
a, 30b and the first and second permanent magnets 20a, 20b
A single closed magnetic circuit including a first energizing coil 31a and a first secondary coil 32a wound around a first soft magnetic core 30a, a second energizing coil 31b and a second energizing coil 31b. Secondary coil 32b is wound around the second soft magnetic core 30b. Then, the first and second permanent magnets 20
a and 20b are the magnetization directions of the first and second soft magnetic cores 3.
Match the direction perpendicular to the surface where 0a and 30b are joined,
Moreover, they are magnetized so that they are in opposite directions. In addition, the first and second soft magnetic cores 30a and 30b are
And when the second energizing coils 31a and 31b are not energized,
The magnetic path cross-sectional area is formed so that the first and second permanent magnets 20a and 20b are magnetized to the magnetic saturation region.

【0041】この限流器100Aにおいても、差動に接
続された第1および第2の二次コイル32a、32bの
両端がコンデンサ25を介して接続されているので、上
記実施の形態1による限流器100と同様に動作し、同
様の効果が得られる。
Also in this fault current limiter 100A, since both ends of the first and second secondary coils 32a and 32b which are differentially connected are connected via the capacitor 25, the limiter according to the first embodiment is limited. It operates in the same manner as the sink 100, and similar effects can be obtained.

【0042】また、この実施の形態2によれば、限流器
100Aが単一の閉磁気回路で構成されているので、第
1ヨーク22aが不要となり、かつ、永久磁石の個数が
半分となり、限流器の小型化・低価格化が図られる。
Further, according to the second embodiment, since the current limiter 100A is composed of a single closed magnetic circuit, the first yoke 22a is unnecessary and the number of permanent magnets is halved. The current limiter can be downsized and the price can be reduced.

【0043】なお、上記実施の形態2では、第1および
第2の永久磁石20a、20bを第1および第2の軟質
磁芯30a、30bの両端部間にそれぞれ挟持するもの
として説明しているが、隙間拡張用のヨークを第1およ
び第2の永久磁石20a、20bのそれぞれに積層し、
第1および第2の軟質磁芯30a、30Bの間隔を拡張
するようにしてもよい。この場合、隙間拡張用のヨーク
は第1および第2の軟質磁芯30a、30bより大きな
磁路断面積に形成されている。
In the second embodiment, the first and second permanent magnets 20a and 20b are sandwiched between the two ends of the first and second soft magnetic cores 30a and 30b, respectively. However, a yoke for expanding the gap is laminated on each of the first and second permanent magnets 20a and 20b,
The interval between the first and second soft magnetic cores 30a and 30B may be expanded. In this case, the yoke for expanding the gap is formed to have a larger magnetic path cross-sectional area than the first and second soft magnetic cores 30a and 30b.

【0044】実施の形態3.上記実施の形態2による磁
気スイッチング式限流器100Aでは、第1の永久磁石
20aを第1および第2のスイッチング用軟質磁芯30
a、30bの一端部間に挟持し、第2の永久磁石20b
を第1および第2のスイッチング用軟質磁芯30a、3
0bの他端部間に挟持するものとしているが、この実施
の形態3による磁気スイッチング式限流器100Bで
は、図16に示されるように、第1の永久磁石20aを
第1および第2のスイッチング用軟質磁芯30a、30
bの一端部間に挟持し、第1の永久磁石20aと同等の
厚みを有するヨーク33を第1および第2のスイッチン
グ用軟質磁芯30a、30bの他端部間に挟持するもの
としている。そして、ヨーク33は、第1および第2の
軟質磁芯30a、30bと同材質で作製され、第1およ
び第2の軟質磁芯30a、30bより大きな磁路断面積
に形成されている。なお、他の構成は上記実施の形態2
と同様に構成されている。
Embodiment 3. In the magnetic switching type current limiting device 100A according to the second embodiment, the first permanent magnet 20a is connected to the first and second soft magnetic cores 30 for switching.
The second permanent magnet 20b is sandwiched between the ends of a and 30b.
The first and second switching soft magnetic cores 30a, 3
The magnetic switching type fault current limiter 100B according to the third embodiment has the first permanent magnet 20a with the first and second permanent magnets 20a. Switching soft magnetic cores 30a, 30
The yoke 33 having the same thickness as that of the first permanent magnet 20a is sandwiched between one ends of the first magnetic pole b and the other ends of the first and second soft magnetic cores 30a and 30b for switching. The yoke 33 is made of the same material as the first and second soft magnetic cores 30a and 30b, and has a larger magnetic path cross-sectional area than the first and second soft magnetic cores 30a and 30b. Note that other configurations are the same as those in the second embodiment.
Is configured similarly to.

【0045】従って、この実施の形態3においても、上
記実施の形態2と同様に動作し、同様の効果が得られ
る。また、この実施の形態3によれば、高価な永久磁石
が1個で済み、更なる低価格化が図られる。
Therefore, also in the third embodiment, the same operation as in the second embodiment is performed and the same effect is obtained. Further, according to the third embodiment, only one expensive permanent magnet is required, and the cost can be further reduced.

【0046】なお、上記実施の形態3では、第1の永久
磁石20aを第1および第2の軟質磁芯30a、30b
の一端部間に挟持し、ヨーク33を第1および第2の軟
質磁芯30a、30bの他端部間に挟持するものとして
説明しているが、隙間拡張用のヨークを第1の永久磁石
20aおよびヨーク33のそれぞれに積層し、第1およ
び第2の軟質磁芯30a、30Bの間隔を拡張するよう
にしてもよい。この場合、隙間拡張用のヨークは第1お
よび第2の軟質磁芯30a、30bより大きな磁路断面
積に形成されている。
In the third embodiment, the first permanent magnet 20a is replaced by the first and second soft magnetic cores 30a and 30b.
, The yoke 33 is sandwiched between the other ends of the first and second soft magnetic cores 30a and 30b. However, the yoke for gap expansion is described as a first permanent magnet. 20a and the yoke 33 may be laminated respectively, and the interval between the first and second soft magnetic cores 30a and 30B may be expanded. In this case, the yoke for expanding the gap is formed to have a larger magnetic path cross-sectional area than the first and second soft magnetic cores 30a and 30b.

【0047】実施の形態4.上記実施の形態2による磁
気スイッチング式限流器100Aでは、第1の通電コイ
ル31aを第1のスイッチング用軟質磁芯30aに巻回
し、第2の通電コイル31bを第2のスイッチング用軟
質磁芯30bに巻回するものとしているが、この実施の
形態4による磁気スイッチング式限流器100Cでは、
図17に示されるように、銅等の低抵抗材で作製された
通電コイル34を第1および第2のスイッチング用軟質
磁芯30a、30bの全体を一括して囲繞するように巻
回するものとしている。なお、他の構成は上記実施の形
態2と同様に構成されている。
Fourth Embodiment In the magnetic switching type fault current limiter 100A according to the second embodiment, the first energizing coil 31a is wound around the first switching soft magnetic core 30a, and the second energizing coil 31b is wound around the second switching soft magnetic core. Although it is supposed to be wound around 30b, in the magnetic switching type current limiting device 100C according to the fourth embodiment,
As shown in FIG. 17, a current-carrying coil 34 made of a low-resistance material such as copper is wound so as to entirely surround the first and second soft magnetic cores 30a and 30b for switching. I am trying. The other configurations are the same as those in the second embodiment.

【0048】この実施の形態4では、通電コイル34
が、磁化方向を互いに逆方向として相対して配置されて
いる第1および第2の軟質磁芯30a、30bの全体を
一括して巻回しているので、第1および第2の軟質磁芯
30a、30bにおける一方の飽和域A→他方の飽和域
C→一方の飽和域Aとの磁化の動作点の変化が通電コイ
ル34に半周期毎に作用する。そこで、単一の通電コイ
ル34は、第1および第2の軟質磁芯30a、30bの
それぞれに巻回された第1および第2の通電コイル31
a、31bを逆シリーズに接続したものと等価となる。
In the fourth embodiment, the energizing coil 34
However, since the first and second soft magnetic cores 30a and 30b, which are arranged to face each other with their magnetization directions being opposite to each other, are wound together, the first and second soft magnetic cores 30a are , 30b one saturation region A → the other saturation region C → the one saturation region A changes in the operating point of the magnetization acts on the energizing coil 34 every half cycle. Therefore, the single energizing coil 34 includes the first and second energizing coils 31 wound around the first and second soft magnetic cores 30a and 30b, respectively.
It is equivalent to connecting a and 31b in reverse series.

【0049】従って、この実施の形態4においても、上
記実施の形態2と同様に動作し、同様の効果が得られ
る。また、この実施の形態4によれば、第1および第2
の通電コイルを第1および第2の軟質磁芯31a、31
bのそれぞれに巻回する必要がなく、限流器の組立性が
向上される。
Therefore, also in the fourth embodiment, the same operation as in the second embodiment is performed and the same effect is obtained. Further, according to the fourth embodiment, the first and second
Of the energizing coil of the first and second soft magnetic cores 31a, 31
Since it is not necessary to wind around each of b, the assemblability of the current limiting device is improved.

【0050】実施の形態5.上記実施の形態3による磁
気スイッチング式限流器100Bでは、第1の通電コイ
ル31aを第1のスイッチング用軟質磁芯30aに巻回
し、第2の通電コイル31bを第2のスイッチング用軟
質磁芯30bに巻回するものとしているが、この実施の
形態5による磁気スイッチング式限流器100Dでは、
図18に示されるように、通電コイル34を第1および
第2のスイッチング用軟質磁芯30a、30bの全体を
一括して囲繞するように巻回するものとしている。な
お、他の構成は上記実施の形態3と同様に構成されてい
る。
Embodiment 5. In the magnetic switching type fault current limiter 100B according to the third embodiment, the first energizing coil 31a is wound around the first switching soft magnetic core 30a, and the second energizing coil 31b is wound around the second switching soft magnetic core. Although it is supposed to be wound around 30b, in the magnetic switching type current limiting device 100D according to the fifth embodiment,
As shown in FIG. 18, the energizing coil 34 is wound so as to collectively surround the first and second soft magnetic cores 30a and 30b for switching. The other configurations are the same as those in the third embodiment.

【0051】この実施の形態5においても、単一の通電
コイル34は、第1および第2の軟質磁芯30a、30
bのそれぞれに巻回された第1および第2の通電コイル
31a、31bを逆シリーズに接続したものと等価とな
り、上記実施の形態3と同様に動作し、同様の効果が得
られる。また、この実施の形態5によれば、第1および
第2の通電コイルを第1および第2の軟質磁芯31a、
31bのそれぞれに巻回する必要がなく、限流器の組立
性が向上される。
In the fifth embodiment as well, the single energizing coil 34 includes the first and second soft magnetic cores 30a, 30.
This is equivalent to connecting the first and second energizing coils 31a and 31b wound around each b in the reverse series, and operates in the same manner as in the third embodiment and obtains the same effect. According to the fifth embodiment, the first and second energizing coils are connected to the first and second soft magnetic cores 31a,
Since it is not necessary to wind each 31b, the assemblability of the current limiting device is improved.

【0052】実施の形態6.この実施の形態6では、上
記実施の形態1による限流器100において、コンデン
サ25を有極性の電解コンデンサで構成するものとして
いる。なお、他の構成は上記実施の形態1と同様であ
る。
Sixth Embodiment In the sixth embodiment, in the current limiting device 100 according to the first embodiment, the capacitor 25 is composed of a polar electrolytic capacitor. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment.

【0053】有極性の電解コンデンサは、交流回路に使
用される電力用の無極性のコンデンサに比べ、小型化・
低価格化が可能である。しかしながら、有極性の電解コ
ンデンサにおいては、高電圧の逆電圧が加わると、陰極
箔表面で急激な化成反応が起き、大きな発熱が生じてガ
スを発生させる。そして、このガス発生により、電解コ
ンデンサの防爆弁が作動し、電解コンデンサの破壊に至
るという問題があり、電解コンデンサの用途には制約が
あった。
The polar electrolytic capacitor is smaller than the nonpolar capacitor for electric power used in the AC circuit.
The price can be reduced. However, in a polar electrolytic capacitor, when a high-voltage reverse voltage is applied, a rapid chemical conversion reaction occurs on the surface of the cathode foil, generating a large amount of heat and generating gas. This gas generation causes a problem that the explosion-proof valve of the electrolytic capacitor is activated and the electrolytic capacitor is destroyed, which limits the use of the electrolytic capacitor.

【0054】この限流器100では、上記実施の形態1
で述べているように、短絡時、即座に短絡電流を遮断で
きる。そこで、短絡時、コンデンサに短絡電流が印加さ
れる時間は数ミリ秒以下と極めて短い。さらには、短絡
事故の頻度も極めて少ない。このことから、コンデンサ
25に電解コンデンサを用いても、化成反応による電解
コンデンサの損傷破壊に至るような事故は未然に防止で
きる。従って、この実施の形態6によれば、コンデンサ
25に有極性の電解コンデンサを用いているので、装置
の小型化・低価格化を図ることができる。
In the current limiter 100, the first embodiment described above is used.
As described in, the short-circuit current can be cut off immediately when a short circuit occurs. Therefore, the time during which the short-circuit current is applied to the capacitor at the time of short circuit is extremely short, such as several milliseconds or less. Furthermore, the frequency of short circuit accidents is extremely low. For this reason, even if an electrolytic capacitor is used as the capacitor 25, it is possible to prevent accidents such as damage and destruction of the electrolytic capacitor due to chemical conversion reaction. Therefore, according to the sixth embodiment, since the polar electrolytic capacitor is used as the capacitor 25, the size and cost of the device can be reduced.

【0055】なお、この実施の形態6では、上記実施の
形態1による限流器のコンデンサ25に電解コンデンサ
を用いるものとしているが、他の実施の形態による限流
器のコンデンサに電解コンデンサを用いてもよいことは
言うまでもないことである。
In the sixth embodiment, an electrolytic capacitor is used as the capacitor 25 of the current limiting device according to the first embodiment, but an electrolytic capacitor is used as the capacitor of the current limiting device according to another embodiment. It goes without saying that it is okay.

【0056】なお、上記各実施の形態では、永久磁石を
希土類磁石で作製するものとして説明しているが、永久
磁石は、希土類磁石に限定されるものではなく、高保磁
力で高残留磁束密度を有していればよく、例えばフェラ
イト磁石(Ba系、Sr系)、押し出し磁石(Mn−A
l系)等を用いることができる。また、上記各実施の形
態では、軟質磁芯を方向性珪素鋼で作製するものとして
いるが、軟質磁芯の材料は方向性珪素鋼に限定されるも
のではなく、角形性のよい軟質磁性材料であればよく、
例えばパーマロイ(50%Fe−Ni)、アモルファス
合金等を用いることができる。
In each of the above embodiments, the permanent magnet is described as being made of a rare earth magnet, but the permanent magnet is not limited to the rare earth magnet, and has a high coercive force and a high residual magnetic flux density. It has only to have, for example, a ferrite magnet (Ba system, Sr system), an extruded magnet (Mn-A).
1 series) and the like can be used. Further, in each of the above embodiments, the soft magnetic core is made of grain-oriented silicon steel, but the material of the soft magnetic core is not limited to grain-oriented silicon steel, and the soft magnetic material with good squareness is used. If
For example, permalloy (50% Fe-Ni), amorphous alloy or the like can be used.

【0057】[0057]

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is constituted as described above, it has the following effects.

【0058】この発明によれば、少なくともスイッチン
グ用軟質磁芯および永久磁石により構成される第1およ
び第2の閉磁気回路と、上記第1の閉磁気回路を構成す
る上記スイッチング用軟質磁芯に巻回された第1の通電
コイルおよび第1の二次コイルと、上記第2の閉磁気回
路を構成する上記スイッチング用軟質磁芯に巻回された
第2の通電コイルおよび第2の二次コイルとを備え、上
記第1および第2の通電コイルが逆シリーズに接続さ
れ、上記第1および第2の二次コイルが差動に接続さ
れ、かつ、差動に接続された上記二次コイルの開放端が
コンデンサを介して接続されているので、短絡時の限流
電流を小さくでき、限流電流の立ち上がり時間を短くで
き、さらに通電コイルの電流波形が遮断しやすい波形と
なる小型の限流器が得られる。
According to the present invention, the first and second closed magnetic circuits each including at least the soft magnetic core for switching and the permanent magnet and the soft magnetic core for switching which constitutes the first closed magnetic circuit are provided. A wound first energizing coil and a first secondary coil, and a second energizing coil and a second secondary wound around the switching soft magnetic core forming the second closed magnetic circuit. A secondary coil in which the first and second energizing coils are connected in reverse series, the first and second secondary coils are differentially connected, and the differentially connected Since the open end of is connected via a capacitor, the current limiting current at the time of a short circuit can be reduced, the rise time of the current limiting current can be shortened, and the current waveform of the current-carrying coil can be easily cut off. Profitable It is.

【0059】また、上記第1および第2の閉磁気回路の
それぞれは、上記スイッチング用軟質磁芯と第1ヨーク
とが対向して配置され、第2ヨークおよび第1の永久磁
石が積層されて上記スイッチング用軟質磁芯と上記第1
ヨークとの一端部間に挟持・接合され、かつ、第3ヨー
クおよび第2の永久磁石が積層されて上記スイッチング
用軟質磁芯と上記第1ヨークとの他端部間に挟持・接合
されて構成され、上記第1および第2の永久磁石は、磁
化方向を、上記スイッチング用軟質磁芯との接合面に直
交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁され、上記
スイッチング用軟質磁芯は、上記第1および第2の永久
磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、さら
に、上記第1乃至第3ヨークは、上記スイッチング用軟
質磁芯より大きな磁路断面積に形成されているので、短
絡時の限流電流を小さくでき、かつ、限流電流の立ち上
がり時間を短くできる限流器を簡素な構成で実現でき
る。
In each of the first and second closed magnetic circuits, the switching soft magnetic core and the first yoke are arranged to face each other, and the second yoke and the first permanent magnet are laminated. The soft magnetic core for switching and the first
It is sandwiched and joined between one end of the yoke and the third yoke and the second permanent magnet, and sandwiched and joined between the other end of the soft magnetic core for switching and the first yoke. The first and second permanent magnets are magnetized so that the magnetization directions thereof are orthogonal to the joint surface with the switching soft magnetic core and opposite to each other. The core is formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets, and the first to third yokes are formed in a magnetic path cross-sectional area larger than that of the switching soft magnetic core. Therefore, it is possible to realize a current limiting device with a simple configuration that can reduce the current limiting current at the time of short circuit and shorten the rising time of the current limiting current.

【0060】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、第1の永久磁石が上記第1および第2のス
イッチング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、か
つ、第2の永久磁石が上記第1および第2のスイッチン
グ用軟質磁芯の他端部間に挟持・接合されてなる単一の
閉磁気回路により構成され、上記第1の通電コイルおよ
び第1の二次コイルは、上記第1のスイッチング用軟質
磁芯に巻回され、上記第2の通電コイルおよび第2の二
次コイルは、上記第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回
され、上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、
上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯との接合
面に直交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁さ
れ、さらに、上記第1および第2のスイッチング用軟質
磁芯は、上記第1および第2の永久磁石により磁気飽和
される磁路断面積に形成されているので、短絡時の限流
電流を小さくでき、かつ、限流電流の立ち上がり時間を
短くできる限流器を簡素な構成で実現できるとともに、
閉磁気回路が1つで済み、更なる小型化、低価格化が図
られる。
In the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the first permanent magnet is used for the first and second switching magnetic circuits. A single closed magnet which is sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core, and the second permanent magnet is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. Circuit, the first energizing coil and the first secondary coil are wound around the first soft magnetic core for switching, and the second energizing coil and the second secondary coil are The first and second permanent magnets are wound around a second soft magnetic core for switching, and the magnetization directions of the first and second permanent magnets are
The first and second soft magnetic cores for switching are magnetized so as to be orthogonal to the joint surface with the soft magnetic cores for switching and opposite to each other. Furthermore, the first and second soft magnetic cores for switching are Since it is formed in the magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets, the current limiting current at the time of short circuit can be reduced and the rising time of the current limiting current can be shortened. Can be realized with a simple configuration,
Only one closed magnetic circuit is required, and further miniaturization and cost reduction can be achieved.

【0061】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、永久磁石が上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、ヨ
ークが上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯の
他端部間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気回路によ
り構成され、上記第1の通電コイルおよび第1の二次コ
イルは、上記第1のスイッチング用軟質磁芯に巻回さ
れ、上記第2の通電コイルおよび第2の二次コイルは、
上記第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、上記永
久磁石は、磁化方向を、上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯との接合面に直交するように着磁され、
上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯は、上記
永久磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、
さらに、上記ヨークは、上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されている
ので、短絡時の限流電流を小さくでき、かつ、限流電流
の立ち上がり時間を短くできる限流器を簡素な構成で実
現できるとともに、閉磁気回路および永久磁石が1つで
済み、更なる小型化、低価格化が図られる。
Further, in the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the permanent magnets have the first and second soft magnetic cores for switching. A single closed magnetic circuit sandwiched and joined between one ends of the first and second soft magnetic cores for switching, and a yoke which is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. The first energizing coil and the first secondary coil are wound around the first switching soft magnetic core, and the second energizing coil and the second secondary coil are
The permanent magnet is wound around the second soft magnetic core for switching, and the permanent magnet is magnetized so that the magnetization direction is orthogonal to the joint surface with the first and second soft magnetic cores for switching.
The first and second soft magnetic cores for switching are formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the permanent magnets.
Further, since the yoke is formed with a magnetic path cross-sectional area larger than that of the first and second soft magnetic cores for switching, the current limiting current at the time of short circuit can be reduced and the rising time of the current limiting current can be reduced. A current limiter that can be shortened can be realized with a simple configuration, and only one closed magnetic circuit and one permanent magnet are required, and further downsizing and cost reduction can be achieved.

【0062】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、第1の永久磁石が上記第1および第2のス
イッチング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、か
つ、第2の永久磁石が上記第1および第2のスイッチン
グ用軟質磁芯の他端部間に挟持・接合されてなる単一の
閉磁気回路により構成され、上記第1および第2の通電
コイルは、上記第1および第2のスイッチング用軟質磁
芯を一括して囲繞するように巻回してなる単一のコイル
により構成され、上記第1の二次コイルは、上記第1の
スイッチング用軟質磁芯に巻回され、上記第2の二次コ
イルは、上記第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回さ
れ、上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、上
記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯との接合面
に直交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁され、
さらに、上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯
は、上記第1および第2の永久磁石により磁気飽和され
る磁路断面積に形成されているので、短絡時の限流電流
を小さくでき、かつ、限流電流の立ち上がり時間を短く
できる限流器を簡素な構成で実現できるとともに、閉磁
気回路および通電コイルが1つで済み、更なる小型化、
低価格化が図られる。
In the first and second closed magnetic circuits, the first and second soft magnetic cores for switching are arranged to face each other, and the first permanent magnet is used for the first and second switching magnetic circuits. A single closed magnet which is sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core, and the second permanent magnet is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. A first coil and a second coil, wherein the first and second energizing coils are constituted by a single coil formed by winding the first and second soft magnetic cores for switching so as to collectively surround them. The first secondary coil is wound around the first soft magnetic core for switching, the second secondary coil is wound around the second soft magnetic core for switching, and the first and second soft magnetic cores are wound. Of the permanent magnet of the first and second magnets Perpendicular to the junction surface of the etching for the soft magnetic core, and is magnetized so as to opposite to each other,
Furthermore, since the first and second soft magnetic cores for switching are formed in the magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets, the current limiting current at the time of short circuit can be reduced. In addition, it is possible to realize a current limiting device that can shorten the rising time of the current limiting current with a simple configuration, and a single closed magnetic circuit and a current-carrying coil are required, further downsizing,
The price can be reduced.

【0063】また、上記第1および第2の閉磁気回路
は、第1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向し
て配置され、永久磁石が上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、ヨ
ークが上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯の
他端部間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気回路によ
り構成され、上記第1および第2の通電コイルは、上記
第1および第2のスイッチング用軟質磁芯を一括して囲
繞するように巻回してなる単一のコイルにより構成さ
れ、上記第1の二次コイルは、上記第1のスイッチング
用軟質磁芯に巻回され、上記第2の二次コイルは、上記
第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、上記永久磁
石は、磁化方向を、上記第1および第2のスイッチング
用軟質磁芯との接合面に直交するように着磁され、上記
第1および第2のスイッチング用軟質磁芯は、上記永久
磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、さら
に、上記ヨークは、上記第1および第2のスイッチング
用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されているの
で、短絡時の限流電流を小さくでき、かつ、限流電流の
立ち上がり時間を短くできる限流器を簡素な構成で実現
できるとともに、閉磁気回路、通電コイルおよび永久磁
石が1つで済み、更なる小型化、低価格化が図られる。
In the first and second closed magnetic circuits, the first and second switching soft magnetic cores are arranged so as to face each other, and the permanent magnets include the first and second switching soft magnetic cores. A single closed magnetic circuit sandwiched and joined between one ends of the first and second soft magnetic cores for switching, and a yoke which is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. The first and second energizing coils are constituted by a single coil formed by winding the first and second soft magnetic cores for switching so as to surround them collectively, and the first secondary coil is The first soft magnetic core for switching is wound around, the second secondary coil is wound around the second soft magnetic core for switching, and the permanent magnet has a magnetizing direction of the first and second soft magnetic cores. Joint surface with second soft magnetic core for switching The first and second soft magnetic cores for switching, which are magnetized so as to be orthogonal to each other, are formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the permanent magnets, and further, the yoke includes the first and second soft magnetic cores. Since it is formed with a larger magnetic path cross-sectional area than the switching soft magnetic core, it is possible to realize a current limiting device with a simple configuration that can reduce the current limiting current at the time of a short circuit and shorten the rising time of the current limiting current. At the same time, a closed magnetic circuit, a current-carrying coil and a permanent magnet are all required in one unit, and further miniaturization and cost reduction can be achieved.

【0064】また、上記コンデンサを有極性の電界コン
デンサとしたので、装置の小型化・低価格化が図られ
る。
Further, since the above-mentioned capacitor is a polar electric field capacitor, the size and cost of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1に係る限流器の構成
を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a current limiting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1に係る限流器の回路
図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1に係る限流器におけ
るコイル仕様を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing coil specifications in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1に係る限流器におけ
るコア仕様を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing core specifications in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態1に係る限流器におけ
る短絡時に差動に接続された二次コイル全体(二次コイ
ルオープン)に誘起される電圧波形を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage waveform induced in the entire secondary coil (secondary coil open) differentially connected when a short circuit occurs in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態1に係る限流器におけ
る短絡時に逆シリーズに接続された二次コイル全体(二
次コイルオープン)に誘起される電圧波形を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a voltage waveform induced in the entire secondary coil (secondary coil open) connected in the reverse series at the time of a short circuit in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態1に係る限流器におけ
る短絡時にコンデンサが接続された差動接続の二次コイ
ルに誘起される定常時の電流波形を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a steady-state current waveform induced in the secondary coil of the differential connection in which the capacitors are connected at the time of short circuit in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態1に係る限流器におけ
る短絡時に逆シリーズに接続された通電コイル全体(二
次コイルオープン)に流れる定常時の電流波形を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a steady-state current waveform flowing through the entire energizing coils (secondary coil open) connected in the reverse series at the time of a short circuit in the current limiting device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態1に係る限流器(差動
接続された二次コイルがコンデンサ(200μF)を介
して接続されている)の短絡時における定常時の逆シリ
ーズに接続された通電コイル全体に流れる電流波形と軟
質磁芯の磁束波形とを示す図である。
FIG. 9 is connected to the reverse series in the steady state at the time of short circuit of the current limiting device (the secondary coil differentially connected is connected via a capacitor (200 μF)) according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the current waveform which flows into the whole energization coil, and the magnetic flux waveform of a soft magnetic core.

【図10】 この発明の実施の形態1に係る限流器(差
動接続された二次コイルがコンデンサ(400μF)を
介して接続されている)の短絡時における定常時の逆シ
リーズに接続された通電コイル全体に流れる電流波形と
軟質磁芯の磁束波形とを示す図である。
FIG. 10 is connected to a reverse series in a steady state at the time of short circuit of the current limiting device (the secondary coil differentially connected is connected via a capacitor (400 μF)) according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the current waveform which flows into the whole energization coil, and the magnetic flux waveform of a soft magnetic core.

【図11】 この発明の実施の形態1に係る限流器(差
動接続された二次コイルがコンデンサ(250μF)を
介して接続されている)の短絡時における過渡時の逆シ
リーズに接続された通電コイル全体に流れる電流波形と
軟質磁芯の磁束波形とを示す図である。
FIG. 11 is connected to the reverse series at the time of a transient at the time of short circuit of the current limiting device (the secondary coil differentially connected is connected via a capacitor (250 μF)) according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the current waveform which flows into the whole energization coil, and the magnetic flux waveform of a soft magnetic core.

【図12】 この発明の実施の形態1に係る限流器(差
動接続された二次コイルがコンデンサ(300μF)を
介して接続されている)の短絡時における過渡時の逆シ
リーズに接続された通電コイル全体に流れる電流波形と
軟質磁芯の磁束波形とを示す図である。
FIG. 12 is connected to the reverse series at the time of a transient at the time of short circuit of the current limiting device (the secondary coil differentially connected is connected via a capacitor (300 μF)) according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the current waveform which flows into the whole energization coil, and the magnetic flux waveform of a soft magnetic core.

【図13】 この発明の実施の形態1に係る限流器(差
動接続された二次コイルがコンデンサ(400μF)を
介して接続されている)の短絡時における過渡時の逆シ
リーズに接続された通電コイル全体に流れる電流波形と
軟質磁芯の磁束波形とを示す図である。
FIG. 13 is connected to the reverse series at the time of transient at the time of short circuit of the current limiting device (the secondary coil connected differentially is connected via a capacitor (400 μF)) according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the current waveform which flows into the whole energization coil, and the magnetic flux waveform of a soft magnetic core.

【図14】 この発明の実施の形態1に係る限流器(差
動接続された二次コイルがコンデンサ(700μF)を
介して接続されている)の短絡時における過渡時の逆シ
リーズに接続された通電コイル全体に流れる電流波形と
軟質磁芯の磁束波形とを示す図である。
FIG. 14 is connected to the reverse series at the time of a transient at the time of short circuit of the current limiting device (the secondary coil connected differentially is connected via a capacitor (700 μF)) according to the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the current waveform which flows into the whole energization coil, and the magnetic flux waveform of a soft magnetic core.

【図15】 この発明の実施の形態2に係る限流器の構
成を示す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a current limiting device according to a second embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態3に係る限流器の構
成を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a current limiting device according to a third embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態4に係る限流器の構
成を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing a configuration of a current limiting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態5に係る限流器の構
成を示す斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of a current limiting device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図19】 従来の磁気スイッチング式限流器の構成を
示す模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional magnetic switching type fault current limiter.

【図20】 従来の磁気スイッチング式限流器の磁気的
動作を説明するための磁束−電流線図である。
FIG. 20 is a magnetic flux-current diagram for explaining a magnetic operation of a conventional magnetic switching type fault current limiter.

【図21】 従来の磁気スイッチング式限流器を組み込
んだ電気回路図である。
FIG. 21 is an electric circuit diagram in which a conventional magnetic switching type fault current limiter is incorporated.

【図22】 従来の磁気スイッチング式限流器の過渡現
象を説明するためのLR直列回路である。
FIG. 22 is an LR series circuit for explaining a transient phenomenon of a conventional magnetic switching type fault current limiter.

【図23】 本出願人が考案した磁気スイッチング式の
限流器モデルの構成を示す斜視図である。
FIG. 23 is a perspective view showing the configuration of a magnetic switching type fault current limiter model devised by the present applicant.

【図24】 図23に示す磁気スイッチング式の限流器
モデルにおける短絡時の通電電流および磁芯磁束の過渡
現象波形を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing transient phenomenon waveforms of an energized current and a magnetic flux of a magnetic core during a short circuit in the magnetic switching type fault current limiter model shown in FIG. 23.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20a 第1の永久磁石、20b 第2の永久磁石、2
1 スイッチング用軟質磁芯、22a 第1ヨーク、2
2b 第2ヨーク、22c 第3ヨーク、23通電コイ
ル、24 二次コイル、25 コンデンサ、30a 第
1のスイッチング用軟質磁芯、30b 第2のスイッチ
ング用軟質磁芯、31a 第1の通電コイル、31b
第2の通電コイル、32a 第1の二次コイル、32b
第2の二次コイル、33 ヨーク、34 通電コイ
ル、100、100A、100B、100C、100D
限流器。
20a 1st permanent magnet, 20b 2nd permanent magnet, 2
1 soft magnetic core for switching, 22a first yoke, 2
2b 2nd yoke, 22c 3rd yoke, 23 energizing coil, 24 secondary coil, 25 capacitor, 30a 1st switching soft magnetic core, 30b 2nd switching soft magnetic core, 31a 1st energizing coil, 31b
Second energizing coil, 32a first secondary coil, 32b
Second secondary coil, 33 yoke, 34 energizing coil, 100, 100A, 100B, 100C, 100D
Current limiter.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともスイッチング用軟質磁芯およ
び永久磁石により構成される第1および第2の閉磁気回
路と、上記第1の閉磁気回路を構成する上記スイッチン
グ用軟質磁芯に巻回された第1の通電コイルおよび第1
の二次コイルと、上記第2の閉磁気回路を構成する上記
スイッチング用軟質磁芯に巻回された第2の通電コイル
および第2の二次コイルとを備え、 上記第1および第2の通電コイルが逆シリーズに接続さ
れ、上記第1および第2の二次コイルが差動に接続さ
れ、かつ、差動に接続された上記二次コイルの開放端が
コンデンサを介して接続されていることを特徴とする限
流器。
1. A first and second closed magnetic circuit, which comprises at least a soft magnetic core for switching and a permanent magnet, and a soft magnetic core for switching, which is wound around the first soft magnetic core. First energizing coil and first
Secondary coil, a second energizing coil and a second secondary coil wound around the switching soft magnetic core forming the second closed magnetic circuit, and the first and second The energizing coils are connected in reverse series, the first and second secondary coils are differentially connected, and the open ends of the differentially connected secondary coils are connected via a capacitor. A current limiting device characterized by that.
【請求項2】 上記第1および第2の閉磁気回路のそれ
ぞれは、上記スイッチング用軟質磁芯と第1ヨークとが
対向して配置され、第2ヨークおよび第1の永久磁石が
積層されて上記スイッチング用軟質磁芯と上記第1ヨー
クとの一端部間に挟持・接合され、かつ、第3ヨークお
よび第2の永久磁石が積層されて上記スイッチング用軟
質磁芯と上記第1ヨークとの他端部間に挟持・接合され
て構成され、 上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、上記ス
イッチング用軟質磁芯との接合面に直交し、かつ、互い
に逆向きとするように着磁され、 上記スイッチング用軟質磁芯は、上記第1および第2の
永久磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、 さらに、上記第1乃至第3ヨークは、上記スイッチング
用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されていること
を特徴とする請求項1記載の限流器。
2. In each of the first and second closed magnetic circuits, the soft magnetic core for switching and the first yoke are arranged to face each other, and the second yoke and the first permanent magnet are laminated. The switching soft magnetic core and the first yoke are sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core and the first yoke, and the third yoke and the second permanent magnet are stacked to form the soft magnetic core for switching and the first yoke. The first and second permanent magnets are sandwiched and bonded between the other ends, and the magnetization directions of the first and second permanent magnets are orthogonal to the bonding surface with the soft magnetic core for switching and opposite to each other. And the soft magnetic core for switching is formed in a magnetic path cross-sectional area which is magnetically saturated by the first and second permanent magnets, and the first to third yokes are soft magnetic for switching. Magnetic path larger than magnetic core The current limiting device according to claim 1, wherein the current limiting device is formed in a cross-sectional area.
【請求項3】 上記第1および第2の閉磁気回路は、第
1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向して配置
され、第1の永久磁石が上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、第
2の永久磁石が上記第1および第2のスイッチング用軟
質磁芯の他端部間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気
回路により構成され、 上記第1の通電コイルおよび第1の二次コイルは、上記
第1のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、 上記第2の通電コイルおよび第2の二次コイルは、上記
第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、 上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、上記第
1および第2のスイッチング用軟質磁芯との接合面に直
交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁され、 さらに、上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯
は、上記第1および第2の永久磁石により磁気飽和され
る磁路断面積に形成されていることを特徴とする請求項
1記載の限流器。
3. The first and second closed magnetic circuits are arranged such that first and second soft magnetic cores for switching face each other, and a first permanent magnet is used for the first and second switching magnetic circuits. A single closed magnet which is sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core, and the second permanent magnet is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. Circuit, the first energizing coil and the first secondary coil are wound around the first switching soft magnetic core, and the second energizing coil and the second secondary coil are It is wound around a second soft magnetic core for switching, and the first and second permanent magnets have a magnetization direction orthogonal to the joint surface with the soft magnetic core for switching, and The magnets are magnetized so as to be opposite to each other. Beauty second switching soft magnetic core, current limiting device according to claim 1, characterized in that it is formed in the magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the first and second permanent magnets.
【請求項4】 上記第1および第2の閉磁気回路は、第
1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向して配置
され、永久磁石が上記第1および第2のスイッチング用
軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、ヨークが
上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯の他端部
間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気回路により構成
され、 上記第1の通電コイルおよび第1の二次コイルは、上記
第1のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、 上記第2の通電コイルおよび第2の二次コイルは、上記
第2のスイッチング用軟質磁芯に巻回され、 上記永久磁石は、磁化方向を、上記第1および第2のス
イッチング用軟質磁芯との接合面に直交するように着磁
され、 上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯は、上記
永久磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、 さらに、上記ヨークは、上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の限流器。
4. The first and second closed magnetic circuits are arranged such that first and second soft magnetic cores for switching face each other, and permanent magnets have the first and second soft magnetic cores for switching. A single closed magnetic circuit sandwiched and joined between one ends of the first and second soft magnetic cores for switching, and a single closed magnetic circuit formed by sandwiching and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. The first energizing coil and the first secondary coil are wound around the first switching soft magnetic core, and the second energizing coil and the second secondary coil are the second switching soft magnetic core. The permanent magnet is wound around a core, and the permanent magnet is magnetized so that the magnetization direction is orthogonal to the joint surface with the first and second switching soft magnetic cores, and the first and second switching soft magnets are magnetized. The magnetic core is magnetically saturated by the permanent magnet. 2. The current limiting section according to claim 1, wherein the yoke has a magnetic path cross-sectional area larger than that of the first and second soft magnetic cores for switching. vessel.
【請求項5】 上記第1および第2の閉磁気回路は、第
1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向して配置
され、第1の永久磁石が上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、第
2の永久磁石が上記第1および第2のスイッチング用軟
質磁芯の他端部間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気
回路により構成され、 上記第1および第2の通電コイルは、上記第1および第
2のスイッチング用軟質磁芯を一括して囲繞するように
巻回してなる単一のコイルにより構成され、 上記第1の二次コイルは、上記第1のスイッチング用軟
質磁芯に巻回され、 上記第2の二次コイルは、上記第2のスイッチング用軟
質磁芯に巻回され、 上記第1および第2の永久磁石は、磁化方向を、上記第
1および第2のスイッチング用軟質磁芯との接合面に直
交し、かつ、互いに逆向きとするように着磁され、 さらに、上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯
は、上記第1および第2の永久磁石により磁気飽和され
る磁路断面積に形成されていることを特徴とする請求項
1記載の限流器。
5. The first and second closed magnetic circuits are arranged such that first and second soft magnetic cores for switching face each other, and a first permanent magnet is used for the first and second switching magnetic circuits. A single closed magnet which is sandwiched and joined between one ends of the soft magnetic core, and the second permanent magnet is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. A first coil, and the first and second energizing coils are constituted by a single coil formed by winding the first and second soft magnetic cores for switching so as to collectively surround them. The first secondary coil is wound around the first soft magnetic core for switching, the second secondary coil is wound around the second soft magnetic core for switching, and the first and second soft magnetic cores are wound. Of the permanent magnet of the first and second switches. Magnetized so as to be orthogonal to the joining surface with the soft magnetic core for switching and opposite to each other. Furthermore, the first and second soft magnetic cores for switching have the first and second permanent magnets. The current limiting device according to claim 1, wherein the current limiting device is formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by a magnet.
【請求項6】 上記第1および第2の閉磁気回路は、第
1および第2のスイッチング用軟質磁芯が対向して配置
され、永久磁石が上記第1および第2のスイッチング用
軟質磁芯の一端部間に挟持・接合され、かつ、ヨークが
上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯の他端部
間に挟持・接合されてなる単一の閉磁気回路により構成
され、 上記第1および第2の通電コイルは、上記第1および第
2のスイッチング用軟質磁芯を一括して囲繞するように
巻回してなる単一のコイルにより構成され、 上記第1の二次コイルは、上記第1のスイッチング用軟
質磁芯に巻回され、 上記第2の二次コイルは、上記第2のスイッチング用軟
質磁芯に巻回され、 上記永久磁石は、磁化方向を、上記第1および第2のス
イッチング用軟質磁芯との接合面に直交するように着磁
され、 上記第1および第2のスイッチング用軟質磁芯は、上記
永久磁石により磁気飽和される磁路断面積に形成され、 さらに、上記ヨークは、上記第1および第2のスイッチ
ング用軟質磁芯より大きな磁路断面積に形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の限流器。
6. The first and second closed magnetic circuits are arranged such that first and second soft magnetic cores for switching are opposed to each other, and permanent magnets are soft magnetic cores for first and second switching. A single closed magnetic circuit sandwiched and joined between one ends of the first and second soft magnetic cores for switching, and the yoke is sandwiched and joined between the other ends of the first and second soft magnetic cores for switching. The first and second energizing coils are constituted by a single coil formed by winding the first and second soft magnetic cores for switching so as to surround them collectively, and the first secondary coil is The first soft magnetic core for switching is wound, the second secondary coil is wound on the second soft magnetic core for switching, and the permanent magnet has a magnetizing direction of the first and second soft magnetic cores. On the joint surface with the second soft magnetic core for switching The first and second soft magnetic cores for switching are magnetized so as to intersect with each other, and are formed in a magnetic path cross-sectional area that is magnetically saturated by the permanent magnets. Further, the yoke includes the first and second soft magnetic cores. 2. The current limiter according to claim 1, wherein the current limiter has a larger magnetic path cross-sectional area than the switching soft magnetic core.
【請求項7】 上記コンデンサが有極性の電界コンデン
サであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいず
れかに記載の限流器。
7. The fault current limiter according to claim 1, wherein the capacitor is a polar electric field capacitor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013503600A (en) * 2009-08-31 2013-01-31 バー イラン リサーチ アンド ディヴェロップメント コンパニー リミテッド Fault current limiter with core saturated by non-superconducting coil
WO2014132066A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Faultcurrent Limited Fault current limiter
WO2014132067A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Faultcurrent Limited Fault current limiter

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013503600A (en) * 2009-08-31 2013-01-31 バー イラン リサーチ アンド ディヴェロップメント コンパニー リミテッド Fault current limiter with core saturated by non-superconducting coil
WO2014132066A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Faultcurrent Limited Fault current limiter
WO2014132067A1 (en) * 2013-02-28 2014-09-04 Faultcurrent Limited Fault current limiter
GB2528197A (en) * 2013-02-28 2016-01-13 Faultcurrent Ltd Fault current limiter
US9985430B2 (en) 2013-02-28 2018-05-29 Faultcurrent Limited Fault current limiter
GB2528197B (en) * 2013-02-28 2018-08-22 Faultcurrent Ltd Fault Current Limiter

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