JP2015138911A - Reactor core - Google Patents
Reactor core Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015138911A JP2015138911A JP2014010522A JP2014010522A JP2015138911A JP 2015138911 A JP2015138911 A JP 2015138911A JP 2014010522 A JP2014010522 A JP 2014010522A JP 2014010522 A JP2014010522 A JP 2014010522A JP 2015138911 A JP2015138911 A JP 2015138911A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reactor
- core
- core layer
- dust core
- longitudinal direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド自動車の大出力の電気モータを駆動する電源回路などに用いられるリアクトル用のリアクトルコアに関する。 The present invention relates to a reactor reactor used in a power supply circuit for driving a high-output electric motor of a hybrid vehicle.
エネルギー分野、自動車分野、家電分野などのさまざまな分野の電源機器に用いられるパワーエレクトロニクスの重要部品であるリアクトルは、磁性材料によって形成されたコア(磁心)とコイルとで構成される。このリアクトルは、一般に、直流電流重畳時に磁気飽和を抑制してインダクタンスを確保するために、磁路中のコア間にギャップを有する構造が採用される。特に透磁率の高い珪素鋼板などによって形成された積層コアや巻きコアを用いる場合においては、コア間のギャップが必須である。一方、圧粉磁心(ダストコア)などのように磁性材料の粒子と非磁性材料の粒子間物質とからなるコアを用いる場合には、非磁性材料がギャップの役割を果たす場合があるため、必ずしもコア間のギャップは必要とされない。 A reactor, which is an important component of power electronics used in power supply devices in various fields such as the energy field, automobile field, and home appliance field, is composed of a core (magnetic core) and a coil formed of a magnetic material. In general, this reactor employs a structure having a gap between cores in a magnetic path in order to suppress magnetic saturation and ensure inductance when DC current is superimposed. In particular, when using a laminated core or a wound core formed of a silicon steel plate having a high magnetic permeability, a gap between the cores is essential. On the other hand, when using a core made of magnetic material particles and non-magnetic material interparticle substances such as a dust core, the non-magnetic material may act as a gap. The gap between is not required.
リアクトルの重要な特性の一つに、直流重畳特性がある。直流重畳特性は、インダクタンスと電流との関係を表す特性であり、所定の電流において所定のインダクタンスが得られるために必要な特性である。インダクタンスはある電流値を超えると急激に低下するが、この急激なインダクタンス低下が起きる電流値より若干低い電流値が定格電流として使用条件に定められる。この直流重畳特性は、コイルの巻数、コア材料、およびギャップ条件などによって変化する。これらのコイル巻数、コア材料、およびギャップ条件などは、コアロスや銅損にも影響を及ぼす。 One of the important characteristics of the reactor is the DC superposition characteristic. The DC superimposition characteristic is a characteristic that represents the relationship between the inductance and the current, and is a characteristic that is necessary for obtaining a predetermined inductance at a predetermined current. Inductance drops sharply when a certain current value is exceeded, but a current value slightly lower than the current value at which this sudden inductance drop occurs is determined as the rated current in the use conditions. This DC superimposition characteristic varies depending on the number of turns of the coil, the core material, the gap condition, and the like. The number of coil turns, the core material, the gap condition, and the like also affect the core loss and copper loss.
コア材料やギャップ条件については、様々な技術が開示されている。例えば、特許文献1には、高透磁率磁心(巻き)と圧粉磁心とによる複合コアと、複数ギャップとからなるリアクトルが開示されている。また、特許文献2には、フェライトコアと圧粉磁心との複合コアからなるリアクトルが開示されている。また、特許文献3には、圧粉磁心によるリアクトルが開示されている。また、特許文献4には、積層コアと複数ギャップとからなるリアクトルが開示されている。
Various techniques have been disclosed for the core material and gap conditions. For example,
しかしながら、特許文献1〜4に記載された技術のいずれにおいても、同種または異種材料からなるコアおよびギャップが磁気回路上に直列に配置されている。そのため、直流重畳特性に起因して、透磁率の高い材料からなるコアが磁気飽和を起こすことにより急激なインダクタンスの低下が起きてしまう、という問題があった。
However, in any of the techniques described in
通常、リアクトル使用条件の上限には、定格電流として、インダクタンスの低下が急激になる電流値よりやや小さい電流値が定められる。ここで、コア材料の透磁率が高いほど、定格電流が低下し、インダクタンスが低下する電流領域が拡大する。そこで、定格電流を大きくするか、定格電流を超えた電流領域でのインダクタンスの低下を緩和するためには、低透磁率のコア材料を使用した上で、コアの磁路断面積を大きくするか、ギャップ数を増やして総ギャップ長を大きくするか、いずれかの対応が必要である。しかしながら、磁路断面積を大きくするとリアクトルの体格が大きくなってしまうために、機器への搭載が困難になってしまう。また直列の磁気回路での多ギャップ化は、コアの保持と正確なギャップ調整とが困難になってしまう。 Usually, a current value slightly smaller than a current value at which the inductance is rapidly decreased is determined as the rated current at the upper limit of the reactor usage conditions. Here, the higher the magnetic permeability of the core material, the lower the rated current and the larger the current region where the inductance is reduced. Therefore, in order to increase the rated current or to mitigate the decrease in inductance in the current region exceeding the rated current, use a core material with a low permeability and then increase the magnetic path cross-sectional area of the core. Either the number of gaps should be increased to increase the total gap length, or one of the measures must be taken. However, if the cross-sectional area of the magnetic path is increased, the physique of the reactor is increased, which makes it difficult to mount on the device. In addition, increasing the number of gaps in a series magnetic circuit makes it difficult to maintain the core and accurately adjust the gap.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、珪素鋼板積層コアを用いたリアクトルにおいて、定格電流を超えた電流領域でのインダクタンスの低下の緩和が可能なリアクトルコアを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a reactor that can alleviate a decrease in inductance in a current region exceeding a rated current in a reactor using a silicon steel sheet laminated core. And
本発明者らは、珪素鋼板積層コアを用いたリアクトルにおいて、ダストコア(圧粉磁心)と珪素鋼板積層コアとの併用に工夫と検討を重ねた。その結果、以下の構成のリアクトルコアを作製して用いることにより、上記課題を解決し、目的を達成するに至った。 In the reactor using the silicon steel sheet laminated core, the present inventors have devised and studied the combined use of the dust core (dust core) and the silicon steel sheet laminated core. As a result, the above-described problems were solved and the object was achieved by producing and using a reactor core having the following configuration.
本発明に係るリアクトルコアは、板厚が0.35mm以下、Si濃度が質量%で3.0〜7.0%の範囲内にある珪素鋼板を積層することによって形成された積層コアと、前記積層コアの積層方向中央部に設けられた第1ダストコア層と、前記積層コアの磁化方向に垂直な面の1箇所または複数箇所に設けられた第2ダストコア層と、を備えることを特徴とする。 The reactor core according to the present invention includes a laminated core formed by laminating silicon steel sheets having a thickness of 0.35 mm or less and a Si concentration in a range of 3.0 to 7.0% by mass, A first dust core layer provided at a central portion in the stacking direction of the stacked core, and a second dust core layer provided at one or a plurality of positions on a plane perpendicular to the magnetization direction of the stacked core. .
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、前記第1ダストコア層と、前記第2ダストコア層とが、一体化または連結していることを特徴とする。 Moreover, the reactor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the first dust core layer and the second dust core layer are integrated or connected.
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、前記第1ダストコア層の透磁率と厚みとの乗算値が、珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値の1/10以上、2/3以下の範囲内にあり、前記第2ダストコア層の磁化方向の合計厚みが長手方向の長さの1/100以上、1/3以下の範囲内にあることを特徴とする。 Further, in the reactor according to the present invention, the multiplication value of the permeability and thickness of the first dust core layer is 1/10 or more of the multiplication value of the permeability of the silicon steel sheet and the total thickness in the stacking direction. The total thickness in the magnetization direction of the second dust core layer is in the range of 1/100 or more and 1/3 or less of the length in the longitudinal direction.
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、磁化方向が長手方向である場合に、長手方向両端面が前記第2ダストコア層になっていることを特徴とする。 The reactor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, when the magnetization direction is the longitudinal direction, both end surfaces in the longitudinal direction are the second dust core layers.
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、磁化方向が長手方向である場合に、長手方向を分割する1箇所または複数箇所に設けられた面が前記第2ダストコア層になっていることを特徴とする。 In the reactor according to the present invention, in the above invention, when the magnetization direction is the longitudinal direction, the surface provided at one or a plurality of locations dividing the longitudinal direction is the second dust core layer. It is characterized by.
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、磁化方向が長手方向である場合に、長手方向両端面と長手方向を分割する1箇所または複数箇所に設けられた面とが前記第2ダストコア層になっていることを特徴とする。 In the reactor according to the present invention, when the magnetization direction is the longitudinal direction, the both ends of the longitudinal direction and the surface provided at one place or a plurality of places dividing the longitudinal direction are the second dust core. It is characterized by being layered.
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、磁化方向が長手方向に平行な平面を通過する場合に、該平面に前記第2ダストコア層が形成されていることを特徴とする。 The reactor according to the present invention is characterized in that, in the above invention, when the magnetization direction passes through a plane parallel to the longitudinal direction, the second dust core layer is formed on the plane.
また、本発明に係るリアクトルコアは、上記発明において、前記積層コアの表層のSi濃度が中心層のSi濃度より高く、前記第1ダストコア層及び前記第2ダストコア層の透磁率は、前記珪素鋼板の透磁率より低いことを特徴とする。 In the reactor according to the present invention, in the above invention, the Si concentration of the surface layer of the laminated core is higher than the Si concentration of the center layer, and the magnetic permeability of the first dust core layer and the second dust core layer is determined by the silicon steel plate. It is characterized by being lower than the magnetic permeability.
本発明によれば、珪素鋼板積層コアを用いたリアクトルにおいて、定格電流を超えた電流領域でのインダクタンスの低下の緩和が可能となる。 According to the present invention, in a reactor using a silicon steel sheet laminated core, it is possible to mitigate a decrease in inductance in a current region exceeding the rated current.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. Moreover, in description of drawing, the same code | symbol is attached | subjected and shown to the same part.
本発明の一実施形態のリアクトルコアは、2つの脚部と、この2つの脚部を両端で連結するように配置される2つのヨーク部とを備え、全体としてほぼリング状に構成される。そして、各脚部にコイルが巻回され、所定のインダクタンス等の電気特性を得るためのリアクトルが構成される。 A reactor core according to an embodiment of the present invention includes two leg portions and two yoke portions arranged so as to connect the two leg portions at both ends, and is generally configured in a ring shape. And a coil is wound around each leg part, and the reactor for acquiring electrical characteristics, such as predetermined inductance, is constituted.
[リアクトルコアの基本構成コア]
まず、本実施の形態のリアクトルコアの構成単位である基本構成コアについて説明する。本実施の形態のリアクトルコアの基本構成コアは、図1に例示するように、積層コア1とダストコア層2とで構成された直方体形状の複合一体コアである。積層コア1は、板厚0.35mm以下、Si濃度3.0〜7.0質量%の範囲内にある珪素鋼板を積層して形成される。この積層コア1の磁化方向3が図1に示す方向になるようにリアクトルコアが配置された場合に、この基本構成コアには、積層コア1の積層方向中央部と、磁化方向3に垂直な1箇所の面とに、積層コア1より透磁率の低いダストコア層2が設けられる。以下、積層コア1の積層方向中央部に設けられるダストコア層2をダストコア層2a(第1ダストコア層)、積層コア1の磁化方向3に垂直な面に設けられるダストコア層2をダストコア層2b(第2ダストコア層)とする。本実施の形態のリアクトルコアは、このような基本構成コアを複数組み合わせて構成される。
[Basic core of Reactor]
First, a basic configuration core that is a structural unit of a reactor core according to the present embodiment will be described. The basic constituent core of the reactor core according to the present embodiment is a rectangular parallelepiped composite integrated core composed of a laminated
なお、リアクトルコアの基本構成コアにおいて、磁化方向3に垂直な面に設けられるダストコア層2bは、端面に設けられてもよいし、複数箇所に設けられてもよい。例えば、磁化方向3が長手方向になるようにリアクトルコアが配置された場合に、図2に例示するように、長手方向両端面にダストコア層2bが設けられてもよい。また、長手方向が3つ以上に分割されるように2箇所以上にダストコア層2bが設けられてもよい。また、図3に例示するように、長手方向両端面に加え、長手方向が2つ以上に分割されるように1箇所または複数箇所にダストコア層2bが設けられてもよい。
In the basic core of the reactor core, the
[リアクトルコアの構成]
本実施の形態のリアクトルコアにおいて、脚部には、上記の図1に例示する基本構成コアが適用される。また、ヨーク部に適用される基本構成コアは、図1に示す基本構成コアが変形されたものであって、図4に例示するように、積層コア1の積層方向中央部に設けられたダストコア層2aと、長手方向に平行な平面(端面)に設けられたダストコア層2bとを有する。このヨーク部は、磁化方向3がこの長手方向に平行な平面に設けられたダストコア層2bを通過するように配置される。
[Composition of Reactor]
In the reactor core according to the present embodiment, the basic configuration core illustrated in FIG. 1 is applied to the legs. Further, the basic configuration core applied to the yoke portion is a modification of the basic configuration core shown in FIG. 1, and as illustrated in FIG. It has the
このように基本構成コアを組み合わせて構成されたリアクトルコアを用いて、リアクトルが構成される。図5は、リアクトルコアの脚部にコイル4が巻回されて構成されたリアクトル10を例示する図である。図5に示すように、このリアクトル10では、積層コア1とダストコア層2bとが磁気回路中に交互に配置される。また、磁気回路中の積層方向中央部にはダストコア層2aのみが存在する。これにより、定格電流以下の電流領域においては、磁化方向3に垂直なダストコア層2bがギャップとして作用し、定格電流を超えて積層コア1が磁気飽和してからは、積層方向中央部に位置する磁気飽和していないダストコア層2aに磁路が形成される。
The reactor is configured using the reactor core configured by combining the basic configuration cores in this way. FIG. 5 is a diagram illustrating a
すなわち、このリアクトル10では、定格電流以下の電流領域では、図6に示すように、磁路5は、積層コア1とダストコア層2bとの配置が磁化方向3に対して直列のみとなっている表面側の領域に形成される。この場合の電流とインダクタンスとの関係を図7に示す。ところが、電流値が定格電流を超え積層コア1が磁気飽和すると、図8に示すように、磁路5は、積層コア1と並列に配置されている中心側のダストコア層2aに形成される。これは、ダストコア層2のコア材料が細かなギャップを多数含有する構造であるため、ダストコア層2の定格電流が積層コア1の定格電流より高いことに因る。これにより、このリアクトル10では、図9に示すように、電流値が定格電流を超え積層コア1が磁気飽和しても、ダストコア層2aが無ければ生じるインダクタンスの急激な低下(図9の破線を参照)を緩和する効果(直流重畳特性向上効果)が示される。
That is, in this
なお、リアクトルコアの構成は、図5に例示する構成に限定されない。例えば、リアクトルコアのヨーク部に図1に例示する基本構成コアを適用してもよい。その場合、脚部には、図2や図3に例示するように、磁化方向3が長手方向になるように配置された場合に長手方向両端面にダストコア層2bが配置された基本構成コアを適用する。図10は、ヨーク部に図1に示す基本構成コアが適用され、脚部に、長手方向両端面と長手方向を分割する2箇所の面とにダストコア層2bが配置された基本構成コアが適用されたリアクトル10を示す。この図10に示すリアクトル10においても、図5に示すリアクトル10と同様に、積層コア1とダストコア層2bとが磁気回路中に交互に配置される。また、磁気回路中の積層方向中央部にはダストコア層2aのみが存在する。これにより、図10に示すリアクトル10でも、電流値が定格電流を超え積層コア1が磁気飽和しても、図9に示すように、ダストコア層2aが無ければ生じるインダクタンスの急激な低下(図9の破線を参照)を緩和する効果(直流重畳特性向上効果)が示される。
The configuration of the reactor core is not limited to the configuration illustrated in FIG. For example, the basic configuration core illustrated in FIG. 1 may be applied to the yoke portion of the reactor core. In that case, as illustrated in FIG. 2 and FIG. 3, the basic component core in which the
一方、図11は、比較例のリアクトル10を例示する図である。このリアクトル10には、磁化方向3に垂直な面にダストコア層2bが設けられているものの、積層コア1の積層方向中央部にはダストコア層が設けられていない。この場合、図11に示すように、積層コア1とダストコア層2bとの配置が磁化方向3に対して常に直列となり、透磁率の低いダストコア層2bがギャップとして働く。したがって、図12に示すように、電流値が定格電流を超え積層コア1が磁気飽和すると、インダクタンスは急激に低下する。
On the other hand, FIG. 11 is a diagram illustrating a
[積層コア]
本実施の形態において、積層コア1には、板厚が0.35mm以下、Si濃度が3.0〜7.0質量%の範囲内にある高周波磁気特性に優れる珪素鋼板を用いる。板厚が0.35mmを超えると、渦電流層の増加により高周波磁気特性が劣化する。Si濃度が3.0質量%未満では、比抵抗が小さいためコアロスが上昇する。Si濃度が7.0質量%を超えると、珪素鋼板が非常に脆くなるため、製造自体も製造後の取り扱いも困難になる。より高周波磁気特性を向上させるためには、板厚が0.2mm以下、Si濃度が5.0〜7.0質量%の範囲内にある珪素鋼板が望ましい。
[Laminated core]
In the present embodiment, the
また、板厚の中心層と表層とのSi濃度に傾斜をつけてもよい。これにより、10kHz以上の高周波領域におけるコアロスが低減され、高周波鉄損の低減に有利となる。この場合、表層のSi濃度が3.0〜7.0質量%の範囲内にあることが必要である。中心層のSi濃度が3.0〜4.0質量%、表層のSi濃度が5.0〜7.0質量%の範囲内にあることが好ましい。 Further, the Si concentration of the center layer and the surface layer of the plate thickness may be inclined. Thereby, the core loss in the high frequency region of 10 kHz or more is reduced, which is advantageous for reducing the high frequency iron loss. In this case, it is necessary that the Si concentration of the surface layer is in the range of 3.0 to 7.0% by mass. It is preferable that the Si concentration in the center layer is in the range of 3.0 to 4.0% by mass, and the Si concentration in the surface layer is in the range of 5.0 to 7.0% by mass.
[ダストコア]
積層コア1の積層方向中央部に位置するダストコア層2aについては、透磁率と厚みとの乗算値が、珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値の1/10以上、2/3以下の範囲内にあることが好ましい。ダストコア層2aの透磁率は、コア材料中の粒子の充填率で調節できる。この充填率を密にすることにより透磁率を上げることができ、疎にすることにより透磁率を下げることができる。ダストコア層2aの透磁率と厚みとの乗算値が珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値の1/10未満では、ダストコア層2aにおけるインダクタンスが低く定格電流を超える領域はインダクタンスがそのレベルまで急落する。また、これが2/3を超えると、リアクトルコア全体の厚みにおいて無駄な部分が増えるため好ましくない。ダストコア層2aについては、透磁率と厚みとの乗算値が珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値の1/5以上、1/2以下の範囲内にあることがより好ましい。
[Dust core]
For the
磁化方向3に垂直な面の1箇所または複数箇所に位置するダストコア層2bについては、磁化方向3の合計厚みが長手方向の長さの1/100以上、1/3以下の範囲内にあることが好ましい。
For the
ここで、図1または図3に例示されるように、磁化方向3が長手方向であって、リアクトルコアの長手方向を横切る(分割する)平面にダストコア層2bが形成されている場合、磁路はそれぞれ少なくとも1回、各ダストコア層2bを横切るので、そのダストコア層2bの長手方向での厚みを合計した値を磁化方向3の合計厚みとする。この値をリアクトルコアの長手方向の長さで除した値が1/100以上、1/3以下の範囲内にあることが好ましい。
Here, as illustrated in FIG. 1 or FIG. 3, when the
一方、図4に例示されるように、磁化方向3が長手方向に平行な平面を通過し、リアクトルコアの長手方向に平行な平面(垂直断面)にダストコア層2bが形成されている場合、磁路は2回、ダストコア層2bを横切る。したがって、この場合、そのダストコア層2bのコア幅方向での厚みを2倍した値を磁化方向3の合計厚みとする。この値をリアクトルコアの長手方向の長さで除した値が1/100以上、1/3以下の範囲内にあることが好ましい。
On the other hand, as illustrated in FIG. 4, when the
ダストコア層2bの磁化方向3の合計厚みが長手方向の長さの1/100未満では、インダクタンスが低下し始める電流が低電流側にシフトしてしまうおそれがある。また、これが1/3を超えると、積層コア1とダストコア層2bとにおけるインダクタンスが低下してしまうおそれがある。ダストコア層2bについては磁化方向3の合計厚みが長手方向の1/50以上、1/4以下の範囲内にあることがより好ましい。
If the total thickness in the
本実施の形態のリアクトルコアにおいて、積層コア1とダストコア層2(2a,2b)とは、一体成形や接着等により一体化させることが望ましい。これにより、積層コア1の積層面と積層断面とが各々少なくとも2面ずつダストコア層2と接し、積層コア1の層とダストコア層2とが互いに支える構造になるので、リアクトル10の組み立てが容易になり、安定的に保持される。そのためには例えば積層コア1とダストコア層2との間に熱硬化型接着剤を含浸させ、加熱処理を行う方法が有効である。
In the reactor core of the present embodiment, it is desirable that the
以上に説明したように、本実施の形態のリアクトルコアでは、定格電流およびそれ以下の電流においては磁化方向に垂直なダストコア層2bがギャップとして作用し、定格電流を超えて積層コア1が磁気飽和してからは、積層方向中央部に位置する磁気飽和していないダストコア層2aに磁路が形成される。これにより、定格電流を超える領域におけるインダクタンスの低下を緩和する直流重畳特性向上効果が示される。さらに、積層コア1の層とダストコア層2とが互いに支える構造で、これを一体コアとするため、リアクトルの組み立てが容易になり、安定的に保持される。
As described above, in the reactor of this embodiment, the
[実施例1]
本発明の実施例のリアクトルコアは、板厚0.10mm、Si濃度が6.5質量%の珪素鋼板からなる積層コアが用いられ、図5に示すように構成された。脚部には、積層コアの積層方向中央部に、透磁率と厚みとの乗算値が珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値の1/2のダストコア層が設けられ、長手方向の中央部の1箇所の磁化方向に垂直な面に厚みが長手方向の1/20であるダストコア層が設けられた。ヨーク部には、積層方向中央部に同様のダストコア層が設けられ、長手方向に平行な片側の平面に厚みが長手方向の1/20であるダストコア層(磁化方向の合計厚みは長手方向の1/10)が形成された。このリアクトルについて、電流とインダクタンスとの関係を評価した。
[Example 1]
The reactor core of the example of the present invention was configured as shown in FIG. 5 using a laminated core made of a silicon steel plate having a plate thickness of 0.10 mm and a Si concentration of 6.5% by mass. The leg portion is provided with a dust core layer at a central portion in the stacking direction of the stacked core, in which the product of permeability and thickness is 1/2 of the product of the permeability of the silicon steel plate and the total thickness in the stacking direction. A dust core layer having a thickness of 1/20 of the longitudinal direction was provided on a plane perpendicular to the magnetization direction at one location in the center. The yoke portion is provided with a similar dust core layer in the central portion in the stacking direction, and a dust core layer whose thickness is 1/20 of the longitudinal direction on one plane parallel to the longitudinal direction (the total thickness in the magnetization direction is 1 in the longitudinal direction). / 10) was formed. About this reactor, the relationship between an electric current and an inductance was evaluated.
また、比較例として、図11に例示する構成のリアクトルについても同様に電流とインダクタンスとの関係を評価した。この比較例のリアクトルのリアクトルコアは、積層方向中央部にダストコア層が設けられていない点を除いて、上記した本発明の実施例のリアクトルコアと同様の積層コアおよびダストコア層で構成される。コイルは共通の仕様のものを用いた。 As a comparative example, the relationship between current and inductance was similarly evaluated for the reactor having the configuration illustrated in FIG. The reactor reactor of this comparative example is composed of the same laminated core and dust core layer as the reactor core of the above-described embodiment of the present invention, except that the dust core layer is not provided at the central portion in the stacking direction. Coils with common specifications were used.
その結果、比較例のリアクトルにおける電流とインダクタンスとの関係は、図12に例示するように、電流値が定格電流を超えると、インダクタンスが急激に低下した。一方、本実施例のリアクトルにおける電流とインダクタンスとの関係は、定格電流以下の電流領域では、図7に示すように、図12に示す比較例と同様の挙動を示した。また、定格電流を超えた電流領域において、図9に実線で示すように、図12に示す比較例におけるインダクタンスの急激な低下より緩やかな低下となった。これにより、ダストコア層2aが無ければ生じるはずのインダクタンスの急激な低下が緩和されたことが確認された。
As a result, as illustrated in FIG. 12, the relationship between the current and the inductance in the reactor of the comparative example was abruptly reduced when the current value exceeded the rated current. On the other hand, the relationship between the current and the inductance in the reactor of this example showed the same behavior as the comparative example shown in FIG. 12, as shown in FIG. 7, in the current region below the rated current. Further, in the current region exceeding the rated current, as shown by a solid line in FIG. 9, the decrease was more gradual than the sudden decrease in inductance in the comparative example shown in FIG. 12. Thus, it was confirmed that the sudden drop in inductance that should occur without the
[実施例2]
本実施例では、表1に示すリアクトルコアA〜Gを用いたリアクトルについて、電流とインダクタンスとの関係が評価された。本実施例のリアクトルコアA〜Gには、板厚0.10mm、Si濃度が6.5質量%の珪素鋼板からなる積層コアが用いられた。
[Example 2]
In this example, the relationship between current and inductance was evaluated for the reactors using the reactor cores A to G shown in Table 1. For the reactor cores A to G of this example, a laminated core made of a silicon steel plate having a plate thickness of 0.10 mm and a Si concentration of 6.5% by mass was used.
リアクトルコアA〜Cは、表1に示すように、以下の脚部1〜3とヨーク部1〜3とを組み合わせて構成された。図13は、リアクトルコアA〜Cを用いたリアクトルについて、電流とインダクタンスとの関係を評価した結果を示す図である。
As shown in Table 1, the reactor cores A to C were configured by combining the
脚部1〜3は、図1に示すように、上記の積層コアの積層方向中央部と、長手方向の中央部の1箇所の磁化方向に垂直な面とに、ダストコア層が設けられた構成とした。長手方向の中央部に設けられたダストコア層の厚みは、長手方向の長さの1/20とした。また、積層コアの積層方向中央部に設けられたダストコア層の透磁率と厚みとの乗算値を、珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値に対して、脚部の実施例(脚部1〜3)ごとに、1/3,1/10,1/15と変化させた。
As shown in FIG. 1, the
また、ヨーク部1〜3は、図4に示すように、積層コアの積層方向中央部と、長手方向に平行な片側の平面(端面)とにダストコア層が設けられた構成とした。長手方向に平行な片側の平面に形成されたダストコア層の厚みは、長手方向の長さの1/20(磁化方向の合計厚みは長手方向の長さの1/10)とした。また、積層コアの積層方向中央部に設けられたダストコア層の透磁率と厚みとの乗算値を、珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値に対して、ヨーク部の実施例(ヨーク部1〜3)ごとに、1/3,1/10,1/15と変化させた。
Further, as shown in FIG. 4, the
リアクトルコアD〜Gは、表1に示すように、以下の脚部4〜7とヨーク部4とを組み合わせた構成とした。図14は、リアクトルコアD〜Gを用いたリアクトルについて、電流とインダクタンスとの関係を評価した結果を示す図である。
As shown in Table 1, the reactor anchors D to G were configured by combining the
脚部4〜7は、図1に示すように、上記の積層コアの積層方向中央部と、長手方向の中央部の1箇所の磁化方向に垂直な面とに、ダストコア層が設けられた構成とした。積層コアの積層方向中央部に設けられたダストコア層の透磁率と厚みとの乗算値は、珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みとの乗算値の1/2とした。また、長手方向の中央部に設けられたダストコア層の厚みを長手方向の長さに対して、脚部の実施例(脚部4〜7)ごとに、1/2,1/3,1/100,1/150と変化させた。
As shown in FIG. 1, the
また、ヨーク部4は、図4に示すように、積層コアの積層方向中央部と、長手方向に平行な片側の平面にダストコア層が設けられた構成とした。積層コアの積層方向中央部に設けられたダストコア層の透磁率と厚みとの乗算値は、珪素鋼板の透磁率と積層方向合計厚みの乗算値の1/2とした。また、長手方向に平行な片側の平面に形成されたダストコア層の厚みは、長手方向の長さの1/20(磁化方向の合計厚みは長手方向の長さの1/10)とした。
Further, as shown in FIG. 4, the
図13および図14に示されるように、本発明例のリアクトルコアA,B,EおよびFを用いたリアクトルについては定格電流を超えた領域でのインダクタンスの低下が緩やかであり、必要十分な直量重畳特性を示すことが確認された。一方、比較例のリアクトルコアCを用いたリアクトルにおいては、定格電流を超える領域でのインダクタンス低下が急激であり、直流重畳特性が不十分であることが確認された。比較例のリアクトルコアDを用いたリアクトルにおいては、定格電流以下におけるインダクタンスが低く、直流重畳特性が不十分であることが確認された。また比較例のリアクトルコアGを用いたリアクトルにおいては、インダクタンスが低下する電流値が低く、直流重畳特性が不十分であることが確認された。 As shown in FIG. 13 and FIG. 14, the reactor using the reactor cores A, B, E and F of the present invention has a gradual decrease in inductance in the region exceeding the rated current, and is necessary and sufficient. It was confirmed that the quantity superposition characteristics were exhibited. On the other hand, in the reactor using the reactor core C of the comparative example, it was confirmed that the inductance drop in the region exceeding the rated current was abrupt and the DC superposition characteristics were insufficient. In the reactor using the reactor core D of the comparative example, it was confirmed that the inductance below the rated current was low and the direct current superposition characteristics were insufficient. Moreover, in the reactor using the reactor core G of the comparative example, it was confirmed that the current value at which the inductance is reduced is low and the direct current superposition characteristics are insufficient.
1 積層コア
2 ダストコア層
2a ダストコア層(第1ダストコア層)
2b ダストコア層(第2ダストコア層)
3 磁化方向
4 コイル
5 磁路
1
2a Dust core layer (first dust core layer)
2b Dust core layer (second dust core layer)
3 Magnetization direction
4
Claims (8)
前記積層コアの積層方向中央部に設けられた第1ダストコア層と、
前記積層コアの磁化方向に垂直な面の1箇所または複数箇所に設けられた第2ダストコア層と、
を備えることを特徴とするリアクトルコア。 A laminated core formed by laminating silicon steel sheets having a plate thickness of 0.35 mm or less and a Si concentration within a range of 3.0 to 7.0% by mass;
A first dust core layer provided in a central portion in the stacking direction of the stacked core;
A second dust core layer provided at one or a plurality of locations on a plane perpendicular to the magnetization direction of the laminated core;
Reactor is characterized by comprising.
前記第2ダストコア層の磁化方向の合計厚みが長手方向の長さの1/100以上、1/3以下の範囲内にあることを特徴とする請求項1または2に記載のリアクトルコア。 The multiplication value of the permeability and thickness of the first dust core layer is in the range of 1/10 or more and 2/3 or less of the multiplication value of the permeability of the silicon steel sheet and the total thickness in the stacking direction,
The reactor core according to claim 1 or 2, wherein the total thickness in the magnetization direction of the second dust core layer is in the range of 1/100 or more and 1/3 or less of the length in the longitudinal direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014010522A JP6032218B2 (en) | 2014-01-23 | 2014-01-23 | Reach Turkey |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014010522A JP6032218B2 (en) | 2014-01-23 | 2014-01-23 | Reach Turkey |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015138911A true JP2015138911A (en) | 2015-07-30 |
JP6032218B2 JP6032218B2 (en) | 2016-11-24 |
Family
ID=53769705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014010522A Active JP6032218B2 (en) | 2014-01-23 | 2014-01-23 | Reach Turkey |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6032218B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018079402A1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 株式会社村田製作所 | Inductor |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3748618A (en) * | 1971-04-23 | 1973-07-24 | Siemens Ag | Radio frequency choke |
JPS51136108A (en) * | 1975-05-21 | 1976-11-25 | Aida Eng Ltd | Magnetic pole construction |
JPS5934608A (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | Nippon Kinzoku Kk | Core for small sized reactor |
JP2002158117A (en) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Fuji Electric Co Ltd | Core structure of stationary induction apparatus |
JP2009117442A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Jfe Steel Corp | Compound reactor |
JP2010093084A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | Reactor |
-
2014
- 2014-01-23 JP JP2014010522A patent/JP6032218B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3748618A (en) * | 1971-04-23 | 1973-07-24 | Siemens Ag | Radio frequency choke |
JPS51136108A (en) * | 1975-05-21 | 1976-11-25 | Aida Eng Ltd | Magnetic pole construction |
JPS5934608A (en) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | Nippon Kinzoku Kk | Core for small sized reactor |
JP2002158117A (en) * | 2000-11-22 | 2002-05-31 | Fuji Electric Co Ltd | Core structure of stationary induction apparatus |
JP2009117442A (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Jfe Steel Corp | Compound reactor |
JP2010093084A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Nippon Steel Corp | Reactor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018079402A1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | 株式会社村田製作所 | Inductor |
JPWO2018079402A1 (en) * | 2016-10-31 | 2019-03-14 | 株式会社村田製作所 | Inductor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6032218B2 (en) | 2016-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6237268B2 (en) | Reactor | |
JP6048789B2 (en) | Reactor and power supply | |
JP6397349B2 (en) | Three-phase five-legged iron core and stationary electromagnetic equipment | |
US9847164B2 (en) | Inductor core | |
JP2016054287A (en) | Core and coil device using the same | |
JP2009059954A (en) | Disc type reactor | |
JP6237269B2 (en) | Reactor | |
JP6490355B2 (en) | Reactor parts and reactors | |
JP6032218B2 (en) | Reach Turkey | |
WO2018079402A1 (en) | Inductor | |
JP5844766B2 (en) | Coupled inductor | |
JP5773250B2 (en) | Inductor and two-phase interleaved control power factor correction converter | |
JP2008141012A (en) | Reactor | |
JP2009117442A (en) | Compound reactor | |
JP5288227B2 (en) | Reactor core and reactor | |
JP5987847B2 (en) | Reactor | |
JP5288228B2 (en) | Reactor core and reactor | |
JP2013033941A (en) | Multilayer inductor and method of manufacturing the same | |
TWI382432B (en) | Inductor | |
JP5288229B2 (en) | Reactor core and reactor | |
JP6668113B2 (en) | Inductor | |
JP2011129728A (en) | Core for magnetic component, reactor, and core block | |
JP2013115157A (en) | Reactor | |
JP2013211335A (en) | Composite magnetic core, reactor and power supply unit | |
JP2010123650A (en) | Reactor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150825 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160712 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160927 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161010 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6032218 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |