JP2006100313A - Gapped iron core type reactor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ブロック鉄心とギャップの絶縁部材とが軸方向に交互に積層されてなる鉄心脚の両端部にそれぞれヨーク鉄心が接合され、鉄心脚に巻線が巻回されたギャップ付鉄心形リアクトルに関し、特に、発生する騒音の少ないギャップ付鉄心形リアクトルに関する。 The present invention relates to a gap type core reactor in which a yoke core is joined to both ends of an iron core leg in which block iron cores and gap insulating members are alternately laminated in the axial direction, and a winding is wound around the iron core leg. In particular, the present invention relates to a gap-type core reactor that generates less noise.
従来のギャップ付鉄心形リアクトルの構成は、例えば、図6のようになっている。
図6は、従来のギャップ付鉄心形リアクトルの構成を示す正面図である。珪素鋼板よりなるブロック鉄心3とギャップを形成するための絶縁部材2とが軸方向(図の上下方向)に交互に積層されてなる鉄心脚1が3脚並設されている。この各鉄心脚1の両端部(図の上下端部)にそれぞれ珪素鋼板よりなるヨーク鉄心5,6が接合され、鉄心脚1とヨーク鉄心5,6とでギャップ付鉄心20が形成されている。また、各鉄心脚1にはそれぞれ巻線4が巻回され、3相のリアクトルが構成されている。ヨーク鉄心5,6の反鉄心脚1側にはそれぞれ押さえ板10,11が配され、この押さえ板10,11を貫通するとともに鉄心脚1の軸方向に並ぶ締付けボルト7が配されている。締付けボルト7の下端には、ボルト頭7Aが形成されてなり、上部にはねじが形成されている。締付けナット8が締付けボルトの上端部に螺合され、押さえ板10,11を介して鉄心脚1とヨーク鉄心5,6とが締め付けられている。なお、締付けナット8と押さえ板10との間には、補正部材13が介装されているが、その用途については後述される。
The structure of a conventional cored reactor with a gap is, for example, as shown in FIG.
FIG. 6 is a front view showing a configuration of a conventional cored reactor with a gap. Three core legs 1 in which
ギャップ付鉄心形リアクトルでは、その鉄心から発生する騒音や振動が問題となる。騒音や振動が発生する要因は、磁気吸引力によるものと、磁気歪みによるものとがある。磁気吸引力によるものは、鉄心脚1のギャップを通過する磁束によりギャップ上下のブロック鉄心3の間に吸引力が働き、これによって騒音や振動が発生するのである。これを避けるためには、ヨーク鉄心5,6を介して鉄心脚1を強固に締め付ける必要がある。一方、磁気歪みによるものには、鉄心内を流れる磁束によって生ずる磁気歪みと、鉄心を構成する珪素鋼板に過剰な応力が加わると発生する磁気歪みとがあり、それぞれの磁気歪みから騒音や振動が発生する。この磁気歪みを減らすためには、磁束密度を適正な値に設定することと、珪素鋼板に過剰な応力がかからないようにする必要がある。ギャップ付鉄心形リアクトルは、締付けボルト7によってその鉄心が締め付けられているが、締め付け力を適正な値にしておかないと騒音や振動が発生することになる。
In a core-type reactor with a gap, noise and vibration generated from the iron core become a problem. There are two causes of noise and vibration: magnetic attraction and magnetic distortion. The magnetic attraction force causes an attraction force between the
ギャップ付鉄心形リアクトルを構成する材料は、運転中に熱が発生するのでそれぞれの温度、熱膨張率、長さに従って伸縮する。図6におけるギャップ付鉄心20は、線膨張係数が12ないし15×10-6(1/℃)の珪素鋼板材が使用されている。一方、締付けボルト7は、線膨張係数が12×10-6(1/℃)の鉄材、あるいは線膨張係数が16×10-6(1/℃)のステンレス材が使用されている。
例えば、ギャップ付鉄心20の高さと締付けボルト7の長さが同じとするとともに、ギャップ付鉄心20の温度10に対して締付けボルト7の温度が7の割合にあると仮定すると、ギャップ付鉄心20の高さ方向の膨張率は、12×10ないし15×10=120ないし150となり、締付けボルト7の長さ方向の膨張率は、12×7=84ないし16×7=112となり、昇温時におけるギャップ付鉄心20と締付けボルト7との寸法差は、(120−112)÷112×100=7%、ないし(150−84)÷84×100=79%となり、ギャップ付鉄心20の方が締付けボルト7より伸びることになる。低温の時のギャップ付鉄心20の締め付け力を適正であっても、高温になると締付けボルト7によってギャップ付鉄心20が規定値上の力で締め付けられることになる。ただし、上記の計算値は、ギャップ付鉄心20と締付けボルト7の温度差や、鉄心高さと締付けボルト7との長さの比、材料の種類などによって異なり、昇温時に締付けボルト7の方がギャップ付鉄心20より伸びる場合もある。
Since the material constituting the cored reactor with a gap generates heat during operation, it expands and contracts according to the temperature, coefficient of thermal expansion, and length. 6 is made of a silicon steel plate material having a linear expansion coefficient of 12 to 15 × 10 −6 (1 / ° C.). On the other hand, the
For example, assuming that the height of the
この問題を解決する手段としては、次の特許文献1に記載されている。
すなわち、特許文献1には、図6のような補正部材13が締付けナット8と押さえ板10との間に介装され、その補正部材13としては、鉄心の熱膨張と締付けボルト7の熱膨張の差に追従するようにするとよいことが示されている。温度上昇によって締付けボルト7の方がギャップ付鉄心20より伸びる場合は、締付けボルト7の膨張率とギャップ付鉄心20の膨張率と差以上に膨張する補正部材13を挿入すれば、高温になってもギャップ付鉄心20の締め付けが緩むことはない。なお、温度上昇によって鉄心の方が締付けボルト7より伸びる場合は、補正部材13をばね部材とすれば、ギャップ付鉄心20の締付け力を緩和することができる。
That is, in Patent Document 1, a correction member 13 as shown in FIG. 6 is interposed between the tightening
しかしながら、前述したような従来のギャップ付鉄心形リアクトルは、締付けナットと押さえ板との間に補正部材を介装しなければならないという問題があった。
すなわち、補正部材のよって確かにギャップ付鉄心の締付け力を適正な値にすることができるが、部品点数が増加するとともに、補正部材の長さだけギャップ付鉄心の高さが増していた。
この発明の目的は、部品点数を減らすとともに高さを減らすことにある。
However, the conventional gap cored reactor as described above has a problem in that a correction member must be interposed between the tightening nut and the holding plate.
That is, although the corrective member can surely set the tightening force of the iron core with a gap to an appropriate value, the number of parts is increased and the height of the iron core with a gap is increased by the length of the corrective member.
An object of the present invention is to reduce the number of parts and the height.
上記目的を達成するために、この発明によれば、ブロック鉄心とギャップの絶縁部材とが軸方向に交互に積層されてなる鉄心脚の両端部にそれぞれヨーク鉄心が接合され、前記鉄心脚に巻線が巻回され、前記ヨーク鉄心の反鉄心脚側にそれぞれ押さえ板が配され、この両側の押さえ板を貫通するとともに前記鉄心脚の軸方向に並ぶ締付けボルトが配され、この締付けボルトの端部に螺合する締付けナットでもって前記鉄心脚と前記ヨーク鉄心とが締め付けられてなるギャップ付鉄心形リアクトルにおいて、前記押さえ板の前記締付けボルト貫通側が、両側とも温度変化に追従して前記鉄心脚の軸方向側に折れ曲がるように記憶されてなるようにするとよい。
また、かかる構成において、前記押さえ板が形状記憶合金よりなるようにしてもよい。 また、かかる構成において、前記押さえ板がバイメタルよりなるようにしてもよい。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a yoke iron core is joined to both ends of a core leg formed by alternately laminating block cores and gap insulating members in the axial direction, and wound around the core leg. A wire is wound, and a pressing plate is arranged on each side of the yoke core on the side of the anti-core core, and a clamping bolt that passes through the pressing plate on both sides and is aligned in the axial direction of the iron core leg is arranged. In a core-type reactor with a gap in which the iron core leg and the yoke iron core are fastened with a tightening nut that is screwed into a part, the tightening bolt penetrating side of the holding plate follows the temperature change on both sides of the iron core leg. It is good to memorize | store so that it may bend in the axial direction side.
In this configuration, the pressing plate may be made of a shape memory alloy. In this configuration, the pressing plate may be made of bimetal.
この発明によれば、押さえ板の締付けボルト貫通側が、温度変化に追従して鉄心脚の軸方向側に折れ曲がるように記憶させることによって、ギャップ付鉄心と締付けボルトとの収縮差が異なってもギャップ付鉄心は一定の値で締め付けられる。それによって、部品点数が増加することもなく、ギャップ付鉄心の高さも増加しない。
また、かかる構成において、押さえ板が形状記憶合金よりなるようにすることによって、ギャップ付鉄心と締付けボルトとの収縮差が異なってもギャップ付鉄心は一定の値で締め付けられる。それによって、部品点数が増加することもなく、ギャップ付鉄心の高さも増加しない。
また、かかる装置において、前記押さえ板がバイメタルよりなるようにすることによって、ギャップ付鉄心と締付けボルトとの収縮差が異なってもギャップ付鉄心は一定の値で締め付けられる。それによって、部品点数が増加することもなく、ギャップ付鉄心の高さも増加しない。
According to the present invention, the clamping bolt penetrating side of the holding plate is memorized so as to bend toward the axial direction of the iron core leg following the temperature change, so that even if the shrinkage difference between the gap iron core and the clamping bolt is different, the gap The iron core is tightened at a fixed value. As a result, the number of parts does not increase and the height of the core with gaps does not increase.
Further, in such a configuration, by making the pressing plate made of a shape memory alloy, the gapd iron core is clamped at a constant value even if the shrinkage difference between the gapd iron core and the clamping bolt is different. As a result, the number of parts does not increase and the height of the core with gaps does not increase.
Further, in this apparatus, by making the pressing plate made of bimetal, the gapd iron core is clamped at a constant value even if the shrinkage difference between the gapted iron core and the tightening bolt is different. As a result, the number of parts does not increase and the height of the core with gaps does not increase.
この発明は、形状記憶合金よりなる押さえ板の締付けボルト貫通側が、両側とも温度変化に追従して鉄心脚の軸方向側に折れ曲がるように記憶されていることを特徴とするものであって、以下、実施例を用いて、この発明によるギャップ付鉄心形リアクトルの構成について説明するが、この発明は実施例に限定されるものではない。 The present invention is characterized in that the tightening bolt penetrating side of the press plate made of shape memory alloy is memorized so as to be bent on the axial direction side of the iron core leg on both sides following the temperature change. The configuration of the cored reactor with a gap according to the present invention will be described using examples, but the present invention is not limited to the examples.
図1は、この発明の実施例1にかかるギャップ付鉄心形リアクトルの構成を示す正面図であり、図2は、図1の側面図である。形状記憶合金よりなる押さえ板12が締付けナット8で直接締付けられている。その他は、図6のおける従来の構成と同じであるので、同一構成の部分は同じ符号を付けることによって重複して説明することは避ける。
図3は、図1の押さえ板12だけを取り出して示した側面図である。図示されていない締付けボルト貫通穴が押さえ板12の左右端部に明けられてある。押さえ板12は、常温では実線12Aのように平板状であるが、高温になると点線12Bのように左右両側が折れ曲がるように記憶されている。
図4は、図2の上部付近の構成だけを示した要部側面図である。これは、常温状態のギャップ付鉄心形リアクトルであり、組み立て時における状態でり、押さえ板12は図3の12Aの形状になっている。
FIG. 1 is a front view showing a configuration of a cored reactor with a gap according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. A
FIG. 3 is a side view showing only the
FIG. 4 is a side view of an essential part showing only the configuration in the vicinity of the upper part of FIG. This is an iron core type reactor with a gap in a normal temperature state, and is a state at the time of assembly, and the
図5は、図4の構成が高温になった場合の要部側面図である。温度が上がると、ギャップ付鉄心20の高さ方向が矢印Aのように伸びるとともに締付けボルト7の長さ方向も矢印Bのように伸びるが、ギャップ付鉄心20の伸びが締付けボルト7の伸びより大きくても、押さえ板12が図3の12Aの形状になるので、ギャップ付鉄心20には無理な締付け力は加わらない。温度が低下すると、また図4の状態に戻る。そのために、温度が上下してもギャップ付鉄心は常に一定の値で締め付けられ、騒音や振動も小さく保った状態のままにすることができる。部品点数やギャップ付鉄心の高さも従来より増加することもない。
なお、押さえ板12の形状記憶合金は、Ni−Ti合金とすることが好ましい。Ni−Ti合金は、一般に、強度、靭性(じんせい−しなやかさ)、耐食性、耐磨耗性に優れている。
FIG. 5 is a side view of the main part when the configuration of FIG. 4 becomes high temperature. When the temperature rises, the height direction of the
The shape memory alloy of the
図2に戻り、ギャップ付鉄心20の伸びが締付けボルト7の伸びより小さい場合も考えられる。その場合は、押さえ板12を裏返しにし、高温になると押さえ板12の左右両側が上方へ折れ曲がるように記憶させておけばよい。それによって、温度が上下してもギャップ付鉄心は常に一定の値で締め付けられ、騒音や振動も小さく保った状態のままにすることができる。
なお、図2において、押さえ板11も形状記憶合金としてもよい。その場合、押さえ板11は、左右両側の形状が押さえ板12とは上下逆の方向に動くように記憶させておく。 さらに、この発明の異なる実施例として、形状記憶合金の押さえ板の代わりに、バイメタル製の押さえ板としてもよい。バイメタルは、熱膨張率が互いに異なる二枚の板を固着させたもので、温度変化によって図3のように左右両側が上下するようになる。
Returning to FIG. 2, the case where the elongation of the
In FIG. 2, the pressing plate 11 may also be a shape memory alloy. In that case, the presser plate 11 is memorized so that the shapes on both the left and right sides move in the opposite direction to the
この発明は,押さえ板の締付けボルト貫通側が、温度変化に追従して鉄心脚の軸方向側に折れ曲がるように記憶させることによって、発生する騒音の少ないギャップ付鉄心形リアクトルに利用され、部品点数が少なく、かつ高さの低いギャップ付鉄心形リアクトルとすることができる。 The present invention is used for a gap-type core reactor with less noise generated by storing the clamping plate penetrating side of the holding plate so as to bend in the axial direction of the core leg following the temperature change. It is possible to provide a core reactor with a gap and a small height.
1:鉄心脚、2:絶縁部材、3:ブロック鉄心、4:巻線、5,6:ヨーク鉄心、7:締付けボルト、7A:ボルト頭、8:締付けナット、9:補正部材、10,11,12,12A:押さえ板、20:ギャップ付鉄心
1: Iron core leg, 2: Insulating member, 3: Block iron core, 4: Winding, 5, 6: Yoke iron core, 7: Clamping bolt, 7A: Bolt head, 8: Clamping nut, 9: Correction member, 10, 11 , 12, 12A: holding plate, 20: iron core with gap
Claims (3)
2. The gap type core reactor according to claim 1, wherein the holding plate is made of a bimetal.
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WO2011102542A1 (en) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | Jfeスチール株式会社 | Method for determining fastening force of stacked core and method for manufacturing stacked core |
CN102360720A (en) * | 2011-06-01 | 2012-02-22 | 北京旺兴达电气设备有限公司 | Magnetic zero sequence filter |
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