JP2017212324A - Current limiting coil for DC power supply - Google Patents

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JP2017212324A JP2016104243A JP2016104243A JP2017212324A JP 2017212324 A JP2017212324 A JP 2017212324A JP 2016104243 A JP2016104243 A JP 2016104243A JP 2016104243 A JP2016104243 A JP 2016104243A JP 2017212324 A JP2017212324 A JP 2017212324A
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current limiting
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羽田 正二
Shoji Haneda
正二 羽田
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NTN Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an early rise of a current immediately after a large voltage is applied with the suppression of a current increase as a lapse of time.SOLUTION: A current limiting coil 1 is used in DC power supply under a normal temperature (which is not superconductive). The current limiting coil 1 has a coil 10 and a coil 20 which are differentially connected. The coil 10 and the coil 20 are wound around a core which was made of a material which can pass a magnetic flux. By the insertion of the current limiting coil 1 in the middle of a DC feeder line, an operation time such as a circuit breaker and a fuse can be reduced while preventing the sudden occurrence of an excessive current.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、通常の温度の下で(超電導ではない)直流給電において使用される直流給電用限流コイルに関する。   The present invention relates to a DC current limiting coil used in DC power feeding (not superconducting) under normal temperature.

データセンタ等でサーバに高電圧直流を給電するシステムが知られている。また、スマートグリッドへの適用を目指して、380V程度の高電圧直流(HVDC:High Voltage Direct Current)送電の研究開発が進められている。   A system for supplying high voltage direct current to a server in a data center or the like is known. In addition, research and development of high voltage direct current (HVDC) power transmission of about 380 V has been promoted aiming at application to smart grids.

このような高電圧直流の給電線に短絡事故等が発生すると、過大電流が流れるおそれがある。この過大電流は、給電線の途中にコイルを挿入することにより、抑制することができる。電圧が急激に変化するとき、コイルのインダクタンスが電流の急激な変化を抑制する。   When a short circuit accident or the like occurs in such a high-voltage DC power supply line, an excessive current may flow. This excessive current can be suppressed by inserting a coil in the middle of the feeder line. When the voltage changes rapidly, the inductance of the coil suppresses the rapid change of current.

例えば、遮断器は、過大電流が流れ始めて時間が経過し、電流の累積値が所定の値に達したときに電流を遮断する。
しかし、短絡事故等が発生して大きな電圧が印加されたとき、短絡事故等の発生直後の電流値は小さく、コイルに流れる電流(磁束密度)は時間とともに徐々に上昇する。このため、電流の累積値が遮断器を動作させる値に達し、遮断器が動作して電流が遮断されるまで時間がかかる。
For example, the circuit breaker interrupts the current when an excessive current starts flowing and time elapses and the accumulated value of the current reaches a predetermined value.
However, when a short circuit accident or the like occurs and a large voltage is applied, the current value immediately after the occurrence of the short circuit accident or the like is small, and the current flowing through the coil (magnetic flux density) gradually increases with time. For this reason, it takes time until the accumulated value of the current reaches a value for operating the circuit breaker and the circuit breaker operates to interrupt the current.

また、コイルの巻線の抵抗は非常に小さい。短絡箇所の抵抗も小さい場合、電流が遮断される前にコイルが磁気飽和すると、インダクタンスが非常に小さくなり、膨大な電流が瞬時に流れるおそれがある。   Further, the resistance of the coil winding is very small. When the resistance of the short-circuited portion is small, if the coil is magnetically saturated before the current is cut off, the inductance becomes very small, and a huge current may flow instantaneously.

本発明の目的は、大きな電圧が印加された直後における電流の立ち上がりを早くし、かつ時間が経過するとともに電流の増加を抑制することができる直流給電用限流コイルを提供することである。   An object of the present invention is to provide a current-limiting coil for DC power feeding that can quickly increase the current immediately after a large voltage is applied and can suppress an increase in current as time elapses.

上記目的を達成するために、本発明の直流給電用限流コイルは、
直流給電において使用される直流給電用限流コイルであって、
磁束を通しやすい材料で作られたコアと、
前記コアに巻き回され、差動接続された2つのコイルと、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the current-limiting coil for DC power feeding of the present invention is:
A current-limiting coil for DC power supply used in DC power supply,
A core made of a material that allows easy passage of magnetic flux,
Two coils wound around the core and differentially connected;
It is characterized by providing.

好ましくは、本発明の直流給電用限流コイルは、
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚部とを有し、
前記2つのコイルが、前記第1の脚部または前記第2の脚部に重ね巻きされている、
ことを特徴とする。
Preferably, the DC current limiting coil of the present invention is
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of the one yoke and the other end of the second yoke;
The two coils are wound around the first leg or the second leg,
It is characterized by that.

好ましくは、本発明の直流給電用限流コイルは、
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚とを有し、
前記2つのコイルの一つが、前記第1の脚部に巻き回されており、
前記2つのコイルのもう一つが、前記第2の脚部に巻き回されている、
ことを特徴とする。
Preferably, the DC current limiting coil of the present invention is
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of the one yoke and the other end of the second yoke;
One of the two coils is wound around the first leg,
Another one of the two coils is wound around the second leg,
It is characterized by that.

好ましくは、本発明の直流給電用限流コイルは、
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部から延長された第1の拡張ヨークと、当該第2のヨークの他方の端部から延長された第2の拡張ヨークと、当該第1の拡張ヨークにおける前記第1のヨークと反対側の端部と当該第2の拡張ヨークにおける前記第2のヨークと反対側の端部とを連結し、中間にギャップを有する第3の脚部とを有し、
前記2つのコイルの一つが、前記第1の脚部に巻き回されており、
前記2つのコイルのもう一つが、前記第2の脚部に巻き回されている、
ことを特徴とする。
Preferably, the DC current limiting coil of the present invention is
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of one yoke and the other end of the second yoke; a first extension yoke extending from the other end of the first yoke; A second extension yoke extending from the other end of the second yoke; an end of the first extension yoke opposite to the first yoke; and the second extension yoke. And a third leg portion having a gap in the middle thereof, and connecting the yoke and the opposite end portion,
One of the two coils is wound around the first leg,
Another one of the two coils is wound around the second leg,
It is characterized by that.

好ましくは、本発明の直流給電用限流コイルは、
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚部と、当該第1のヨークの中間部分と当該第2のヨークの中間部分を連結し、中間にギャップを有する第3の脚部とを有し、
前記2つのコイルの一つが、前記第1の脚部に巻き回されており、
前記2つのコイルのもう一つが、前記第2の脚部に巻き回されている、
ことを特徴とする。
Preferably, the DC current limiting coil of the present invention is
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of the one yoke and the other end of the second yoke, an intermediate portion of the first yoke and an intermediate portion of the second yoke; A third leg having a gap in the middle;
One of the two coils is wound around the first leg,
Another one of the two coils is wound around the second leg,
It is characterized by that.

本発明によれば、大きな電圧が印加された直後における電流の立ち上がりを早くし、かつ時間が経過するとともに電流の増加を抑制することができる。   According to the present invention, the rise of current immediately after a large voltage is applied can be accelerated, and an increase in current can be suppressed as time passes.

本発明の実施形態に係る直流給電用限流コイルの構成の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of a structure of the current-limiting coil for DC power supply which concerns on embodiment of this invention. 図1の直流給電用限流コイルに印加される電圧とそこに流れる電流の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the voltage applied to the DC current limiting coil of FIG. 1, and the electric current which flows there. 図1の直流給電用限流コイルの具体的な磁気回路の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the specific magnetic circuit of the current-limiting coil for DC feeding of FIG. 図3の磁気回路に電圧Eが印加されたときの電流の時間経過の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time passage of the electric current when the voltage E is applied to the magnetic circuit of FIG. 矩形状のコアの左側の脚部に2つのコイルが重ね巻きされた限流コイルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the current-limiting coil by which two coils were wound on the left leg part of the rectangular core. 矩形状のコアの左側の脚部と右側の脚部に2つのコイルがそれぞれ巻き回された限流コイルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the current limiting coil by which two coils were each wound by the left leg part and right leg part of a rectangular core. 矩形部に隣接して漏れ磁束の経路が付加されたコアを有する限流コイルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the current limiting coil which has the core to which the path | route of the leakage magnetic flux was added adjacent to the rectangular part. 矩形部の中間に漏れ磁束の経路が付加されたコアを有する限流コイルの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the current limiting coil which has the core by which the path | route of the leakage magnetic flux was added in the middle of the rectangular part.

以下、本発明の実施形態に係る直流給電用限流コイルについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a DC power supply current limiting coil according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, common constituent elements are denoted by the same reference numerals, and repeated explanation is omitted.

図1は、本発明の実施形態に係る直流給電用限流コイル1の構成の一例を示す。図3は、図1の直流給電用限流コイル1の具体的な磁気回路の構成の一例を示す。
限流コイル1は、コイル10と、コイル20と、コア30とを有する。
コイル10とコイル20は、端子T1と端子T2の間に直列に差動接続されている。コイル10とコイル20の自己インダクタンスをそれぞれL1とL2、相互インダクタンスをMとすると、限流コイル1の合成インダクタンスはL1+L2−2Mとなる。
コイル10とコイル20は、コア30に巻かれている。コイル10とコイル20の巻線の巻数が同じ場合、L1=L2となる。
コア30は、鉄のような磁束を通しやすい材料で作られている。ただし、コア30は、磁束を通しやすい材料であれば、鉄以外の材料で作られていてもよい。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a DC current limiting coil 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 shows an example of a specific magnetic circuit configuration of the DC current limiting coil 1 of FIG.
The current limiting coil 1 includes a coil 10, a coil 20, and a core 30.
The coil 10 and the coil 20 are differentially connected in series between the terminal T1 and the terminal T2. When the self-inductances of the coil 10 and the coil 20 are L1 and L2, respectively, and the mutual inductance is M, the combined inductance of the current limiting coil 1 is L1 + L2-2M.
The coil 10 and the coil 20 are wound around the core 30. When the number of windings of the coil 10 and the coil 20 is the same, L1 = L2.
The core 30 is made of a material that can easily pass magnetic flux such as iron. However, the core 30 may be made of a material other than iron as long as it is a material that allows easy passage of magnetic flux.

限流コイル1は、直流の給電線の途中に挿入される。短絡事故等が起こり、例えば、図2に示すように、端子T1と端子T2をそれぞれ正側と負側として電圧Eが印加されると、端子T1から端子T2に向けてコイル10とコイル20に電流iが流れる。
このとき、図3に示すように、電流iによって、コア30の内部に、コイル10による磁束ΦM1とコイル20による磁束ΦM2とが生じる。そして、磁束ΦM1と磁束ΦM2によってコイル10とコイル20にそれぞれ電圧E1と電圧E2が生じる。E=E1+E2である。コイル10とコイル20は差動接続されているため、磁束ΦM1と磁束ΦM2は互いに打ち消し合う。このため、コイル10とコイル20の自己インダクタンスL1とL2から相互インダクタンス2Mが減算される形となり、限流コイル1の合成インダクタンスは小さくなる。
図4に示すように、電圧Eが印加された直後は、E/(L1+L2−2M)の傾きで電流iは増加する。このように、電流iの立ち上がりは早い。
The current limiting coil 1 is inserted in the middle of the DC power supply line. For example, as shown in FIG. 2, when a voltage E is applied with the terminal T1 and the terminal T2 as the positive side and the negative side, respectively, as shown in FIG. 2, the coil 10 and the coil 20 are directed from the terminal T1 toward the terminal T2. Current i flows.
At this time, as shown in FIG. 3, a magnetic flux Φ M1 due to the coil 10 and a magnetic flux Φ M2 due to the coil 20 are generated inside the core 30 by the current i. The voltage E1 and the voltage E2 respectively to the coil 10 and the coil 20 is caused by the magnetic flux [Phi M1 and the magnetic flux [Phi M2. E = E1 + E2. Since the coil 10 and the coil 20 are differentially connected, the magnetic flux Φ M1 and the magnetic flux Φ M2 cancel each other. For this reason, the mutual inductance 2M is subtracted from the self-inductances L1 and L2 of the coils 10 and 20, and the combined inductance of the current limiting coil 1 becomes small.
As shown in FIG. 4, immediately after the voltage E is applied, the current i increases with a slope of E / (L1 + L2-2M). Thus, the rise of the current i is fast.

また、図3に示すように、電流iが流れると、コイル10からの漏れ磁束ΦL1とコイル20からの漏れ磁束ΦL2とが生じる。漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2は、例えば空気中を通る。漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2により、それぞれに対応する漏れインダクタンスが生じる。時間が経過するとともに電流iが増加し、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2が増加する。それに起因して磁気回路における磁束の状態が変化し、図4に示すように、電流iの増加率は減少し、電流iの増加が抑制される。 As shown in FIG. 3, when the current i flows, a leakage flux Φ L1 from the coil 10 and a leakage flux Φ L2 from the coil 20 are generated. Leakage magnetic flux Φ L1 and leakage magnetic flux Φ L2 pass through, for example, air. A leakage inductance corresponding to each of the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 is generated. As time elapses, the current i increases, and the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 increase. As a result, the state of the magnetic flux in the magnetic circuit changes, and as shown in FIG. 4, the increase rate of the current i decreases and the increase of the current i is suppressed.

以下に説明するように、限流コイル1は、コア30の形状やコイル10とコイル20の巻き方を変えることにより、磁気回路における磁束の状態を変えることができる。
図5は、矩形状のコア30Aの左側の脚部P1に2つのコイル10Aとコイル20Aが重ね巻きされた限流コイル1Aの構成の一例を示す。
限流コイル1Aは、コイル10Aと、コイル20Aと、コア30Aとを備える。
コア30Aは、ヨークY1と、ヨークY2と、脚部P1と、脚部P2とを有する。ヨークY1とヨークY2は対向している。脚部P1は、ヨークY1の左の端部とヨークY2の左の端部を連結する。脚部P2は、ヨークY1の右の端部とヨークY2の右の端部を連結する。
コイル10Aとコイル20Aの巻線は、脚部P1に同一の方向(例えば、右回り)に重ね巻きされている。ヨークY1側に配置されているコイル10Aの一方の端部とコイル20Aの一方の端部(コイル10Aの巻き初めとコイル20Aの巻き初め)にそれぞれ端子T1と端子T2が設けられる。コイル10Aの他方の端部とコイル20Aの他方の端部(コイル10Aの巻き終わりとコイル20Aの巻き終わり)は接続される。
限流コイル1Aは、コイル10とコイル20の結合係数が1に近く、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2が少ない。
なお、コイル10Aとコイル20Aの巻線は、脚部P1ではなく、脚部P2に同一の方向に重ね巻きされていてもよい。
As will be described below, the current-limiting coil 1 can change the state of the magnetic flux in the magnetic circuit by changing the shape of the core 30 and how the coils 10 and 20 are wound.
FIG. 5 shows an example of the configuration of a current-limiting coil 1A in which two coils 10A and 20A are wound on the left leg P1 of the rectangular core 30A.
Current limiting coil 1A includes a coil 10A, a coil 20A, and a core 30A.
The core 30A includes a yoke Y1, a yoke Y2, a leg part P1, and a leg part P2. The yoke Y1 and the yoke Y2 face each other. The leg P1 connects the left end of the yoke Y1 and the left end of the yoke Y2. The leg P2 connects the right end of the yoke Y1 and the right end of the yoke Y2.
The windings of the coil 10A and the coil 20A are wound around the leg P1 in the same direction (for example, clockwise). Terminals T1 and T2 are respectively provided at one end of the coil 10A and one end of the coil 20A (the beginning of winding of the coil 10A and the beginning of winding of the coil 20A) disposed on the yoke Y1 side. The other end of coil 10A and the other end of coil 20A (the end of winding of coil 10A and the end of winding of coil 20A) are connected.
In the current limiting coil 1A, the coupling coefficient between the coil 10 and the coil 20 is close to 1, and the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 are small.
The windings of the coil 10A and the coil 20A may be wound in the same direction around the leg part P2 instead of the leg part P1.

図6は、矩形状のコア30Aの左側の脚部P1と右側の脚部P2に2つのコイル10Bとコイル20Bがそれぞれ巻き回された限流コイル1Bの構成の一例を示す。
限流コイル1Bは、コイル10Bと、コイル20Bと、コア30Aとを備える。
限流コイル1Bのコア30Aは、限流コイル1Aのものと同一である。
コイル10Bの巻線は、脚部P1に右回りに巻き回されている。コイル20Bの巻線は、脚部P2に左回りに巻き回されている。コイル10BのヨークY1側の端部とコイル20BのヨークY1側の端部(コイル10Bの巻き初めとコイル20Bの巻き初め)にそれぞれ端子T1と端子T2が設けられている。コイル10BのヨークY2側の端部とコイル20BのヨークY2側の端部(コイル10Bの巻き終わりとコイル20Bの巻き終わり)は接続される。
限流コイル1Bは、コイル10Bとコイル20Bの結合係数が限流コイル1Aのものよりも小さく、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2が限流コイル1Aよりも多い。
FIG. 6 shows an example of the configuration of a current-limiting coil 1B in which two coils 10B and 20B are wound around a left leg P1 and a right leg P2 of a rectangular core 30A.
The current limiting coil 1B includes a coil 10B, a coil 20B, and a core 30A.
The core 30A of the current limiting coil 1B is the same as that of the current limiting coil 1A.
The winding of the coil 10B is wound clockwise around the leg P1. The winding of the coil 20B is wound around the leg P2 counterclockwise. A terminal T1 and a terminal T2 are provided at the end of the coil 10B on the yoke Y1 side and the end of the coil 20B on the yoke Y1 side (the beginning of winding of the coil 10B and the beginning of winding of the coil 20B), respectively. The end of the coil 10B on the yoke Y2 side and the end of the coil 20B on the yoke Y2 side (the end of winding of the coil 10B and the end of winding of the coil 20B) are connected.
In the current limiting coil 1B, the coupling coefficient between the coil 10B and the coil 20B is smaller than that of the current limiting coil 1A, and the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 are larger than those of the current limiting coil 1A.

図7は、矩形部に隣接して漏れ磁束の経路が付加されたコア30Bを有する限流コイル1Cの構成の一例を示す。
限流コイル1Cは、コイル10Bと、コイル20Bと、コア30Bとを備える。
コア30Bは、ヨークY1と、ヨークY2と、拡張ヨークY3と、拡張ヨークY4と、脚部P1と、脚部P2と、脚部P3とを有する。ヨークY1とヨークY2は対向している。拡張ヨークY3はヨークY1が延長されたものである。拡張ヨークY4はヨークY2が延長されたものである。脚部P1は、ヨークY1の左の端部とヨークY2の左の端部を連結する。脚部P2は、ヨークY1の右の端部とヨークY2の右の端部、すなわち、ヨークY1と拡張ヨークY3の接続部分およびヨークY2と拡張ヨークY4の接続部分を連結する。脚部P3は、拡張ヨークY3の右の端部と拡張ヨークY4の右の端部(拡張ヨークY3におけるヨークY1と反対側の端部と拡張ヨークY4におけるヨークY2と反対側の端部)を連結する。ただし、脚部P3は、中間にギャップ(隙間)AG1を有する。
FIG. 7 shows an example of the configuration of a current limiting coil 1 </ b> C having a core 30 </ b> B to which a leakage magnetic flux path is added adjacent to a rectangular portion.
The current limiting coil 1C includes a coil 10B, a coil 20B, and a core 30B.
The core 30B includes a yoke Y1, a yoke Y2, an extension yoke Y3, an extension yoke Y4, a leg part P1, a leg part P2, and a leg part P3. The yoke Y1 and the yoke Y2 face each other. The extension yoke Y3 is obtained by extending the yoke Y1. The extension yoke Y4 is obtained by extending the yoke Y2. The leg P1 connects the left end of the yoke Y1 and the left end of the yoke Y2. The leg P2 connects the right end of the yoke Y1 and the right end of the yoke Y2, that is, the connecting portion between the yoke Y1 and the extension yoke Y3 and the connecting portion between the yoke Y2 and the extension yoke Y4. The leg portion P3 includes the right end portion of the extension yoke Y3 and the right end portion of the extension yoke Y4 (the end portion on the opposite side of the extension yoke Y3 from the yoke Y1 and the end portion on the extension yoke Y4 opposite to the yoke Y2). Link. However, the leg part P3 has a gap (gap) AG1 in the middle.

限流コイル1Cにおけるコイル10Bとコイル20Bは限流コイル1Bのものと同一である。すなわち、コイル10Bの巻線は、脚部P1に右回りに巻き回されている。コイル20Bの巻線は、脚部P2に左回りに巻き回されている。コイル10BのヨークY1側の端部とコイル20BのヨークY1側の端部(コイル10Bの巻き初めとコイル20Bの巻き初め)にそれぞれ端子T1と端子T2が設けられる。コイル10BのヨークY2側の端部とコイル20BのヨークY2側の端部(コイル10Bの巻き終わりとコイル20Bの巻き終わり)は接続される。
ヨークY1とヨークY2と脚部P1と脚部P2とは矩形部を形成する。拡張ヨークY3と脚部P3と拡張ヨークY4は、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2の経路となる。限流コイル1Cでは、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2は、空気中だけでなく、拡張ヨークY3と脚部P3と拡張ヨークY4を通ることができる。このため、限流コイル1Cでは、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2が限流コイル1Bよりも更に多く、コイル10Bとコイル20Bの結合係数は限流コイル1Bのものよりも更に小さい。
The coil 10B and the coil 20B in the current limiting coil 1C are the same as those of the current limiting coil 1B. That is, the winding of the coil 10B is wound clockwise around the leg P1. The winding of the coil 20B is wound around the leg P2 counterclockwise. A terminal T1 and a terminal T2 are provided at the end of the coil 10B on the yoke Y1 side and the end of the coil 20B on the yoke Y1 side (the beginning of winding of the coil 10B and the beginning of winding of the coil 20B), respectively. The end of the coil 10B on the yoke Y2 side and the end of the coil 20B on the yoke Y2 side (the end of winding of the coil 10B and the end of winding of the coil 20B) are connected.
The yoke Y1, the yoke Y2, the leg part P1, and the leg part P2 form a rectangular part. Extended yoke Y4 and extended yoke Y3 and legs P3 is a path for the magnetic flux [Phi L2 leakage and leakage flux [Phi L1. In the current limiting coil 1C, the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 can pass not only in the air but also through the extension yoke Y3, the leg portion P3, and the extension yoke Y4. For this reason, in the current-limiting coil 1C, the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 are larger than those in the current-limiting coil 1B, and the coupling coefficient between the coils 10B and 20B is even smaller than that in the current-limiting coil 1B.

図8は、矩形部の中間に漏れ磁束の経路が付加されたコア30Cを有する限流コイル1Dの構成の一例を示す。
限流コイル1Dは、コイル10Bと、コイル20Bと、コア30Cとを備える。
コア30Cは、ヨークY1と、ヨークY2と、脚部P1と、脚部P2と、脚部P4とを有する。ヨークY1とヨークY2は対向している。脚部P1は、ヨークY1の左の端部とヨークY2の左の端部を連結する。脚部P2は、ヨークY1の右の端部とヨークY2の右の端部を連結する。脚部P4は、ヨークY1の中間部分とヨークY2の中間部分を連結する。ただし、脚部P4は、中間にギャップ(隙間)AG2を有する。
限流コイル1Dにおけるコイル10Bとコイル20Bは限流コイル1Bのものと同一である。すなわち、コイル10Bの巻線は、脚部P1に右回りに巻き回されている。コイル20Bの巻線は、脚部P2に左回りに巻き回されている。コイル10BのヨークY1側の端部とコイル20BのヨークY1側の端部(コイル10Bの巻き初めとコイル20Bの巻き初め)にそれぞれ端子T1と端子T2が設けられる。コイル10BのヨークY2側の端部とコイル20BのヨークY2側の端部(コイル10Bの巻き終わりとコイル20Bの巻き終わり)は接続される。
脚部P4は、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2の経路となる。限流コイル1Dでは、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2は、空気中だけでなく、脚部P4を通ることができる。このため、限流コイル1Dでは、漏れ磁束ΦL1と漏れ磁束ΦL2が限流コイル1Bよりも更に多く、コイル10Bとコイル20Bの結合係数は限流コイル1Bのものよりも更に小さい。
FIG. 8 shows an example of the configuration of a current limiting coil 1D having a core 30C in which a leakage magnetic flux path is added in the middle of the rectangular portion.
Current limiting coil 1D includes a coil 10B, a coil 20B, and a core 30C.
The core 30C includes a yoke Y1, a yoke Y2, a leg part P1, a leg part P2, and a leg part P4. The yoke Y1 and the yoke Y2 face each other. The leg P1 connects the left end of the yoke Y1 and the left end of the yoke Y2. The leg P2 connects the right end of the yoke Y1 and the right end of the yoke Y2. The leg part P4 connects the intermediate part of the yoke Y1 and the intermediate part of the yoke Y2. However, the leg part P4 has a gap (gap) AG2 in the middle.
The coil 10B and the coil 20B in the current limiting coil 1D are the same as those of the current limiting coil 1B. That is, the winding of the coil 10B is wound clockwise around the leg P1. The winding of the coil 20B is wound around the leg P2 counterclockwise. A terminal T1 and a terminal T2 are provided at the end of the coil 10B on the yoke Y1 side and the end of the coil 20B on the yoke Y1 side (the beginning of winding of the coil 10B and the beginning of winding of the coil 20B), respectively. The end of the coil 10B on the yoke Y2 side and the end of the coil 20B on the yoke Y2 side (the end of winding of the coil 10B and the end of winding of the coil 20B) are connected.
The leg part P4 becomes a path of the leakage magnetic flux Φ L1 and the leakage magnetic flux Φ L2 . In the current limiting coil 1D, the leakage magnetic flux Φ L1 and the leakage magnetic flux Φ L2 can pass through the leg portion P4 as well as in the air. For this reason, in the current limiting coil 1D, the leakage flux Φ L1 and the leakage flux Φ L2 are larger than those in the current limiting coil 1B, and the coupling coefficient between the coil 10B and the coil 20B is further smaller than that in the current limiting coil 1B.

なお、図5から図8に示した限流コイル1の構成は、例示であって限定するものではない。これら以外にも様々な構成の限流コイル1があり得る。例えば、コア30として、EIコア、EEコア、UUコア等の様々な形状のものを用いることができる。   In addition, the structure of the current-limiting coil 1 shown in FIGS. 5 to 8 is an example and is not limited. In addition to these, there may be various current limiting coils 1. For example, the core 30 may have various shapes such as an EI core, an EE core, and a UU core.

以上説明したように、本発明によれば、大きな電圧が印加された直後における電流の立ち上がりを早くし、かつ時間が経過するとともに電流の増加を抑制することができる。このため、本発明の直流給電用限流コイルを直流の給電線の途中に挿入することにより、遮断器やヒューズ等の動作時間を短縮するとともに、過大電流が突発的に生じることを防止することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to accelerate the rise of current immediately after a large voltage is applied, and to suppress an increase in current as time elapses. For this reason, by inserting the current-limiting coil for DC power supply of the present invention in the middle of the DC power supply line, the operating time of the circuit breaker, the fuse, etc. can be shortened and an excessive current can be prevented from being suddenly generated. Can do.

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and combinations required for design reasons and other factors are described in the inventions described in the claims and in the embodiments of the invention. It is included in the scope of the invention corresponding to the example.

1,1A,1B,1C,1D…限流コイル、10,10A、10B…コイル、20,20A,20B…コイル、30,30A,30B,30C…コア、Y1,Y2…ヨーク、Y3,Y4…拡張ヨーク、P1,P2,P3,P4…脚部、AG1,AG2…ギャップ(隙間) 1, 1A, 1B, 1C, 1D ... Current-limiting coil, 10, 10A, 10B ... Coil, 20, 20A, 20B ... Coil, 30, 30A, 30B, 30C ... Core, Y1, Y2 ... Yoke, Y3, Y4 ... Expansion yoke, P1, P2, P3, P4 ... Leg part, AG1, AG2 ... Gap (gap)

Claims (5)

直流給電において使用される直流給電用限流コイルであって、
磁束を通しやすい材料で作られたコアと、
前記コアに巻き回され、差動接続された2つのコイルと、
を備えることを特徴とする直流給電用限流コイル。
A current-limiting coil for DC power supply used in DC power supply,
A core made of a material that allows easy passage of magnetic flux,
Two coils wound around the core and differentially connected;
A current-limiting coil for direct current power supply, comprising:
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚部とを有し、
前記2つのコイルが、前記第1の脚部または前記第2の脚部に重ね巻きされている、
ことを特徴とする請求項1に記載の直流給電用限流コイル。
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of the one yoke and the other end of the second yoke;
The two coils are wound around the first leg or the second leg,
The current-limiting coil for DC power supply according to claim 1, wherein
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚とを有し、
前記2つのコイルの一つが、前記第1の脚部に巻き回されており、
前記2つのコイルのもう一つが、前記第2の脚部に巻き回されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の直流給電用限流コイル。
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of the one yoke and the other end of the second yoke;
One of the two coils is wound around the first leg,
Another one of the two coils is wound around the second leg,
The current-limiting coil for DC power supply according to claim 1, wherein
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部から延長された第1の拡張ヨークと、当該第2のヨークの他方の端部から延長された第2の拡張ヨークと、当該第1の拡張ヨークにおける前記第1のヨークと反対側の端部と当該第2の拡張ヨークにおける前記第2のヨークと反対側の端部とを連結し、中間にギャップを有する第3の脚部とを有し、
前記2つのコイルの一つが、前記第1の脚部に巻き回されており、
前記2つのコイルのもう一つが、前記第2の脚部に巻き回されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の直流給電用限流コイル。
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of one yoke and the other end of the second yoke; a first extension yoke extending from the other end of the first yoke; A second extension yoke extending from the other end of the second yoke; an end of the first extension yoke opposite to the first yoke; and the second extension yoke. And a third leg portion having a gap in the middle thereof, and connecting the yoke and the opposite end portion,
One of the two coils is wound around the first leg,
Another one of the two coils is wound around the second leg,
The current-limiting coil for DC power supply according to claim 1, wherein
前記コアが、対向する第1のヨークおよび第2のヨークと、当該第1のヨークの一方の端部および当該第2のヨークの一方の端部を連結する第1の脚部と、当該第1のヨークの他方の端部および当該第2のヨークの他方の端部を連結する第2の脚部と、当該第1のヨークの中間部分と当該第2のヨークの中間部分を連結し、中間にギャップを有する第3の脚部とを有し、
前記2つのコイルの一つが、前記第1の脚部に巻き回されており、
前記2つのコイルのもう一つが、前記第2の脚部に巻き回されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の直流給電用限流コイル。
The core includes a first yoke and a second yoke facing each other, a first leg connecting one end of the first yoke and one end of the second yoke, and the first A second leg connecting the other end of the one yoke and the other end of the second yoke, an intermediate portion of the first yoke and an intermediate portion of the second yoke; A third leg having a gap in the middle;
One of the two coils is wound around the first leg,
Another one of the two coils is wound around the second leg,
The current-limiting coil for DC power supply according to claim 1, wherein
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019181543A1 (en) * 2018-03-20 2019-09-26 Ntn株式会社 Ct-type current sensor

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