JP2019102692A - Stacked core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積鉄心に関し、特に、磁性体板を積層して鉄心を構成するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a stacked core, and is particularly suitable for use in forming a core by laminating magnetic plates.
磁性体板を積層して構成された積鉄心を用いた電気機器では、積鉄心を構成する電磁鋼板等の磁性体板の磁歪による変形によって磁性体板が振動し、この振動によって騒音を発生することがある。例えば、このような電気機器の一種である変圧器は、変電所等、居住地域或いはその周辺に設置される場合がある。近年、居住環境に対する意識が高まってきていることから、このような変圧器から発生する騒音の低減が強く求められている。 In an electric device using a laminated core formed of magnetic material plates, the magnetic material plate vibrates due to the deformation due to the magnetostriction of the magnetic material plate such as an electromagnetic steel plate constituting the laminated iron core, and this vibration generates noise. Sometimes. For example, a transformer, which is a type of such electrical equipment, may be installed in or near a residential area, such as a substation. In recent years, with the increasing awareness of the living environment, there is a strong demand for reduction of noise generated from such transformers.
そこで、積鉄心の振動を抑制する技術として特許文献1、2に記載の技術がある。
特許文献1には、表面に圧延方向と交差して線状に導入された歪によって磁区が細分化された方向性電磁鋼板に関する技術が開示されている。具体的に特許文献1には、周波数fの正弦波で変化する最大値が1.7Tの磁化を鋼板の圧延方向に発生させて磁化方向の長さの変化を測定することで得られる磁歪変位波形において、4fの周波数(4倍周波数)の磁歪成分の振幅を0.03×10-6以下とする技術が記載されている。
Then, there exist a technique of
特許文献2には、Δ|θ|/dの鋼板全体での平均値を1.0°/cm以下とすることが記載されている。ここで、θは、2次再結晶粒の最も圧延面に近い〔001〕軸方向が圧延面となす角度であり、Δ|θ|は、圧延方向と直交する方向に隣接する結晶粒間での角度θの絶対値の差Δ|θ|である。dは、2次結晶粒組織における圧延方向と直交する方向に相互に隣接する結晶粒の重心間の距離である。
しかしながら、特許文献1、2に記載の技術では、積鉄心を構成する電磁鋼板自体の磁歪を低減することしか考慮されていない。また、特許文献1、2に規定するような電磁鋼板を実現するためには、特別な材料を用いなければならない。従って、積鉄心から発生する騒音を低減することが容易ではない。
However, in the techniques described in
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、積鉄心から発生する騒音を低減することを容易に実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to easily realize the reduction of the noise generated from the pile core.
本発明の積鉄心は、複数の磁性体板を積み重ねることにより構成される積鉄心であって、前記複数の磁性体板は、前記積鉄心が励磁されたときの磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板を含むことを特徴とする。 The laminated core according to the present invention is a laminated core formed by stacking a plurality of magnetic plates, and the plurality of magnetic plates have mutually different time waveforms of magnetostriction when the stacked core is excited. It is characterized by including at least two types of magnetic plates.
本発明によれば、積鉄心から発生する騒音を低減することを容易に実現することができる。 According to the present invention, it is possible to easily realize the reduction of the noise generated from the piled iron core.
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。各図のX、Y、Z座標は、各図の向きの関係を示すものである。○の中に●が付されているものは、紙面の奥側から手前側に向かう向きを示し、○の中に×が付されているものは、紙面の手前側から奥側に向かう向きを示す。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The X, Y, and Z coordinates of each figure show the relationship of the orientation of each figure. A circle with a circle indicates a direction from the back to the front of the paper, and a circle with a circle indicates a direction from the front to the back of the paper Show.
(積鉄心の概略構成)
図1は、積鉄心の第1の例を示す図である。図1(a)は、積鉄心の平面図(上方から積鉄心を見た図)である。図1(b)は、図1に示す矢印線Iで示す方向から見た積鉄心の表面を示す図である。図1(c)は、図1に示す矢印線IIで示す方向から見た積鉄心の表面を示す図である。
(Schematic configuration of stacked iron core)
FIG. 1 is a diagram showing a first example of a pile core. FIG. 1 (a) is a plan view of a pile core (a view from the top of the pile core). FIG.1 (b) is a figure which shows the surface of the laminated core seen from the direction shown by the arrow line I shown in FIG. FIG.1 (c) is a figure which shows the surface of the laminated core seen from the direction shown by arrow line II shown in FIG.
図1において、積鉄心は、2つのヨーク部(継鉄部)110a、110bと、2つのリム部(脚部)120a、120bとを有する。
ヨーク部110a、110bは、同じ構成を有する。リム部120a、120bは、同じ構成を有する。
In FIG. 1, the pile core has two yoke parts (relay parts) 110a and 110b and two rim parts (legs) 120a and 120b.
The
ヨーク部110a、110bは、複数の磁性体板を積み重ねることにより構成される。本実施形態では、ヨーク部110a、110bを構成する磁性体板が、軟質磁性体板の一種である方向性電磁鋼板である場合を例に挙げて説明する。図1(a)および図1(b)に示す例では、ヨーク部110a、110bの平面形状(台形状)に合わせて切り出された方向性電磁鋼板であって、同一の厚みの複数の方向性電磁鋼板を積み重ねることによりヨーク部110a、110bが構成される。
The
リム部120a、120bも、複数の磁性体板を積み重ねることにより構成される。本実施形態では、リム部120a、120bを構成する磁性体板が、軟質磁性体板の一種である方向性電磁鋼板である場合を例に挙げて説明する。図1(a)および図1(c)に示す例では、リム部120a、120bの平面形状(台形状)に合わせて切り出された方向性電磁鋼板であって、同一の厚みの複数の方向性電磁鋼板を積み重ねることによりリム部120a、120bが構成される。尚、リム部120a、120bに対して、コイルが巻き回される。積鉄心を変圧器の鉄心として用いる場合、1次コイル(励磁電圧が印加される励磁コイル)と2次コイル(変圧後の電圧を出力するコイル)が、リム部120a、120bに対して巻き回される。1次コイルに励磁電流が流れると、ヨーク部110a、110bおよびリム部120a、120bに閉磁路が形成される。図1に示す積鉄心は、例えば、単相変圧器の鉄心として用いることができる。
ここで、ヨーク部110a、110bの幅(図1(a)ではY軸方向の長さ)とリム部120a、120bの幅(図1(a)ではX軸方向の長さ)は、略同じである。
The
Here, the width of the
図2は、積鉄心の第2の例を示す図である。図2(a)は、積鉄心の平面図(上方から積鉄心を見た図)である。図2(b)は、図2に示す矢印線Iで示す方向から見た積鉄心の表面を示す図である。図2(c)は、図2に示す矢印線IIで示す方向から見た積鉄心の表面を示す図である。図2(d)は、図2に示す矢印線IIIで示す方向から見た積鉄心の表面を示す図である。 FIG. 2 is a view showing a second example of the laminated core. FIG. 2 (a) is a plan view of the pile core (a view from the top of the pile core). FIG.2 (b) is a figure which shows the surface of the laminated core seen from the direction shown by the arrow line I shown in FIG. FIG.2 (c) is a figure which shows the surface of the laminated core seen from the direction shown by arrow line II shown in FIG. FIG.2 (d) is a figure which shows the surface of the laminated core seen from the direction shown by arrow line III shown in FIG.
図2において、積鉄心は、2つのヨーク部(継鉄部)210a、210bと、3つのリム部(脚部)220a、220b、220cとを有する。
ヨーク部210a、210bは、同じ構成を有する。リム部220a、220bは、同じ構成を有する。リム部220a、220bと、リム部220cは、形状が異なる。
In FIG. 2, the piled iron core has two yoke parts (laying parts) 210 a and 210 b and three rim parts (legs) 220 a, 220 b and 220 c.
The
ヨーク部210a、210bは、複数の磁性体板を積み重ねることにより構成される。本実施形態では、ヨーク部210a、210bを構成する磁性体板が、軟質磁性体板の一種である方向性電磁鋼板である場合を例に挙げて説明する。図2(a)および図2(b)に示す例では、ヨーク部210a、210bの平面形状(台形の短い方の底辺をリム部220cの形状に合わせて窪ませた形状)に合わせて切り出された方向性電磁鋼板であって、同一の厚みの複数の方向性電磁鋼板を積み重ねることによりヨーク部210a、210bが構成される。
The
リム部220a、220b、220cも、複数の磁性体板を積み重ねることにより構成される。本実施形態では、リム部220a、220b、220cを構成する磁性体板が、軟質磁性体板の一種である方向性電磁鋼板である場合を例に挙げて説明する。図2(a)および図2(c)に示す例では、リム部220a、220bの平面形状(台形状)に合わせて切り出された方向性電磁鋼板であって、同一の厚みの複数の方向性電磁鋼板を積み重ねることによりリム部220a、220bが構成される。また、図2(a)および図2(d)に示す例では、リム部220cの平面形状(六角形)に合わせて切り出された方向性電磁鋼板であって、同一の厚みの複数の方向性電磁鋼板を積み重ねることによりリム部220cが構成される。リム部220a、220b、220cに使用される磁性体板は同じ種類の方向性電磁鋼板である。
ここで、ヨーク部210a、210bの幅(図2(a)では、Y軸方向の長さ)とリム部220a、220b、220cの幅(図2(a)では、X軸方向の長さ)は、略同じである。
The
Here, the width of the
尚、リム部220a、220b、220cに対して、コイルが巻き回される。積鉄心を変圧器の鉄心として用いる場合、1次コイルと2次コイルが、リム部220a、220b、220cに対して巻き回される。1次コイルに励磁電流が流れると、ヨーク部210a、210bおよびリム部220a、220b、220cに閉磁路が形成される。図2に示す積鉄心は、例えば、三相変圧器の鉄心として用いることができる。
A coil is wound around the
尚、図1および図2に示す積鉄心は一例である。変圧器等の電気機器に用いられる積鉄心であれば、積鉄心の構成は、図1および図2に示すものに限定されない。また、磁性体板は、方向性電磁鋼板に限定されず、例えば、無方向性電磁鋼板であってもよい。無方向性電磁鋼板と方向性電磁鋼板との双方を磁性体板として用いてもよい。 The piled iron core shown in FIGS. 1 and 2 is an example. As long as it is a stacked core used for electrical equipment such as a transformer, the configuration of the stacked core is not limited to those shown in FIGS. 1 and 2. Moreover, a magnetic material board is not limited to a directional electromagnetic steel plate, For example, a non-directional electromagnetic steel plate may be sufficient. Both of the non-oriented electrical steel sheet and the directional electrical steel sheet may be used as the magnetic plate.
(着眼点)
本発明者らは、積鉄心として構成する磁性体板(本実施形態では方向性電磁鋼板)における磁歪λの時間波形(磁歪と時間との関係)に着目した。尚、磁歪λは、(Δl/l)×106[ppm]で表される。lは、磁界が印加される方向(磁化方向)における磁性体板の磁界の印加前の長さである。Δlは、磁界が印加される方向における磁性体板の磁界の印加後の長さから、磁界が印加される方向における磁性体板の磁界の印加前の長さ(=l)を引いた値である。
(Viewpoints)
The present inventors paid attention to the time waveform (the relationship between the magnetostriction and the time) of the magnetostriction λ in the magnetic substance plate (in the present embodiment, the directional electrical steel sheet) configured as the piled iron core. The magnetostriction λ is represented by (Δl / l) × 10 6 [ppm]. l is the length of the magnetic plate before the application of the magnetic field in the direction in which the magnetic field is applied (the magnetization direction). Δl is a value obtained by subtracting the length (= 1) of the magnetic plate before applying the magnetic field in the direction in which the magnetic field is applied from the length after applying the magnetic field of the magnetic plate in the direction in which the magnetic field is applied. is there.
図3は、磁性体板の磁歪および磁束密度の時間波形の一例を概念的に示す図である。図3(a)、図3(b)、図3(c)は、それぞれ、磁歪の時間波形が相互に異なる磁性体板A、B、Cの磁歪および磁束密度の時間波形の一例を概念的に示す図である。
図3(a)〜図3(c)において、磁束密度および磁歪は、それぞれ、正規化されており、それらの単位を無次元量としている(図3(a)〜図3(c)において[−]は無次元量であることを示す)。また、図3(a)〜図3(c)において、磁束密度の時間波形310の一周期をTとしている。尚、磁束密度の時間波形310の一周期Tは、励磁周波数fに対応する周期(=1/f)である。また、図3(a)〜図3(c)に示すように、磁歪の時間波形320a〜320cの一周期は、磁束密度の時間波形310の一周期T(励磁周波数に対応する)の1/2である。
FIG. 3: is a figure which shows notionally an example of the time waveform of the magnetostriction of a magnetic board, and a magnetic flux density. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) conceptually show an example of the temporal waveforms of the magnetostriction and the magnetic flux density of the magnetic plates A, B and C, respectively, whose magnetostrictive temporal waveforms are different from each other. FIG.
In FIG. 3 (a) to FIG. 3 (c), the magnetic flux density and the magnetostriction are normalized respectively, and their units are considered as dimensionless quantities [in FIG. 3 (a) to FIG. 3 (c) -] Shows that it is a dimensionless quantity). Further, in FIG. 3A to FIG. 3C, one period of the
積鉄心を構成する各磁性体板の磁歪により各磁性体が振動し、この振動が空気や絶縁油の振動を引き起こし、この空気や絶縁油の振動が容器や構造部材表面の振動となり、騒音となる。そこで、本発明者らは、励磁時に積鉄心において印加される磁界と同じ方向に磁界を印加した際の各磁性体板の磁歪の時間波形(即ち、積鉄心が励磁されたときの各磁性体板の磁歪の時間波形)を異ならせることにより、それらが相互に弱め合うような干渉を起こすようにすればよいことを着想した。このようにすることにより、磁性体板の振動によって引き起こされる空気の振動が弱め合うように干渉し合い、その結果、積鉄心の振動が低減する。尚、以下の説明では、励磁時に積鉄心において印加される磁界と同じ方向に磁界を印加した際の磁性体板の磁歪の時間波形を、必要に応じて磁歪の時間波形と略称する。 Each magnetic body vibrates due to the magnetostriction of each magnetic plate that constitutes the pile core, and this vibration causes vibration of air or insulating oil, and the vibration of air or insulating oil becomes vibration of the surface of the container or structural member, causing noise and Become. Therefore, the inventors of the present invention applied the time waveform of the magnetostriction of each magnetic plate when applying a magnetic field in the same direction as the magnetic field applied to the pile core at the time of excitation (that is, each magnetic body when the pile core was excited). By changing the magnetostrictive time waveforms of the plates, it was conceived that it would be good if they cause interference such that they mutually weaken each other. By doing this, the air vibrations caused by the vibration of the magnetic material plate interfere with each other to weaken each other, and as a result, the vibrations of the storage core are reduced. In the following description, the time waveform of the magnetostriction of the magnetic plate when the magnetic field is applied in the same direction as the magnetic field applied to the pile core at the time of excitation will be abbreviated as the time waveform of the magnetostriction as needed.
(磁歪の時間波形を異ならせる手法)
磁歪の時間波形を異ならせる第1の手法として、磁性体板に対し磁区細分化を行う手法がある。磁区細分化とは、磁性体板の表面に局部的な歪を導入し、磁区を細分化する手法である。例えば、磁性体板の表面に対して、ボールペンによる罫書き、レーザービームの照射、電子ビームの照射、またはプラズマの照射を行うことにより、磁区細分化を実現することができる。これらの手法により、例えば、磁性体板の圧延方向に対して略直交するように線状に歪を導入することができる。磁区細分化自体は、公知の技術で実現することができるのでその詳細な説明を省略する。
(Method to make the time waveform of magnetostriction different)
As a first method of varying the time waveform of magnetostriction, there is a method of performing magnetic domain fragmentation on a magnetic plate. Magnetic domain fragmentation is a method of introducing local strain on the surface of a magnetic plate to fragment magnetic domains. For example, magnetic domain fragmentation can be realized by scoring the surface of the magnetic plate with a ballpoint pen, irradiating a laser beam, irradiating an electron beam, or irradiating a plasma. By these methods, for example, strain can be linearly introduced so as to be substantially orthogonal to the rolling direction of the magnetic plate. Since the magnetic domain refinement itself can be realized by a known technique, the detailed description thereof is omitted.
磁区細分化により導入する歪の数、大きさ、および形状の少なくとも何れか1つを異ならせることにより、磁歪の時間波形を異ならせることができる。また、磁区細分化を行っていない磁性体板(所謂プレーン材)と、磁区細分化を行った磁性体板(所謂磁区制御材)とを用いることによっても、磁歪の時間波形が異なる磁性体板を実現することができる。 The magnetostrictive time waveform can be made different by changing at least one of the number, the magnitude, and the shape of the distortion introduced by the magnetic domain fragmentation. Also, magnetic plates having different magnetostriction time waveforms can be obtained by using a magnetic plate (so-called plane material) not subjected to magnetic domain fragmentation and a magnetic plate subjected to magnetic domain fragmentation (so-called magnetic domain control material). Can be realized.
磁歪の時間波形を異ならせる第2の手法として、成分の異なる複数種の磁性体板を積鉄心に用いる手法がある。例えば方向性電磁鋼板の主要成分であるSiやAlの量を変化させることにより、磁歪の時間波形が異なる磁性体板を実現することができる。
磁歪の時間波形を異ならせる第3の手法として、同一の磁性体板から切り出し方向を変えて切り出した磁性体板を積鉄心に用いる手法がある。例えば、同一の磁性体板から、積鉄心において印加される磁界の方向が、圧延方向、および、圧延方向と異なる方向(例えば、圧延方向に垂直な方向)となるように切り出した磁性体板を積鉄心に用いることができる。
また、前述した第1の手法、第2の手法、及び第3の手法のうち、少なくとも2つの手法を組み合わせてもよい。尚、磁歪の時間波形を異ならせることができれば、その手法は、前述した第1の手法、第2の手法、及び第3の手法に限定されない。
As a second method of making the time waveform of magnetostriction different, there is a method of using a plurality of types of magnetic material plates having different components as a piled iron core. For example, by changing the amounts of Si and Al, which are the main components of the grain-oriented electrical steel sheet, it is possible to realize magnetic material sheets having different magnetostriction time waveforms.
As a third method of varying the time waveform of magnetostriction, there is a method of using a magnetic plate obtained by changing the cutting direction from the same magnetic plate as a pile core. For example, from the same magnetic material plate, a magnetic material plate cut out so that the direction of the magnetic field applied to the pile core is different from the rolling direction and a direction different from the rolling direction (for example, a direction perpendicular to the rolling direction) It can be used for piled iron cores.
In addition, at least two of the first method, the second method, and the third method described above may be combined. The method is not limited to the first method, the second method, and the third method as long as the magnetostrictive time waveform can be made different.
1つの積鉄心に用いられる、磁歪の時間波形が異なる磁性体板の種類は、2種であればよく、3種であっても、4種であっても、それ以上であってもよい。1つの積鉄心に用いられる、磁歪の時間波形が異なる磁性体板の種類が多くなると、積鉄心から発生する騒音の低減効果が高まるが、多種の磁性体板を用意する必要がある。このような観点から、1つの積鉄心に用いられる、磁歪の時間波形が異なる磁性体板の種類は、2種以上であればよく、3種以上が好ましい。 The number of types of magnetic material plates having different magnetostriction time waveforms may be two, three, four, or more, which are used for one piled iron core. When the number of types of magnetic plates having different magnetostriction time waveforms used for one piled iron core increases, the noise reduction effect of the piled iron core is enhanced, but it is necessary to prepare various types of magnetic plates. From such a point of view, two or more types of magnetic material plates having different magnetostrictive time waveforms may be used for one piled iron core, and three or more types are preferable.
(磁歪の時間波形の規定)
以上のようにして磁性体板における磁歪の時間波形を異ならせることができる。複数の磁性体板における磁歪の時間波形が完全に打ち消し合うようにし、各磁歪の時間波形を合成する(重ね合わせる)と磁歪が0(ゼロ)になるようにするのが最も好ましいが、このようにするのは容易ではない。そこで、本発明者らは、以下の3つの条件のうちの少なくとも1つ(好ましくは2つ、より好ましくは3つ)を満たすようにすれば、積鉄心の騒音の低減効果が得られることを見出した。
(Specification of time waveform of magnetostriction)
As described above, the time waveform of magnetostriction in the magnetic material plate can be made different. It is most preferable to make the magnetostriction time waveforms of multiple magnetic plates completely cancel each other, and make the magnetostriction 0 (zero) by combining (overlaying) the time waveforms of each magnetostriction. It is not easy to do. Therefore, the present inventors have found that if at least one (preferably two, more preferably three) of the following three conditions is satisfied, the noise reduction effect of the pile core can be obtained. I found it.
第1の条件は、積鉄心を構成する磁性体板の磁歪の時間波形(図3に示す例では、磁性体板A、B、Cの磁歪の時間波形320a、320b、320c)のそれぞれについて磁歪の絶対値が最大となるときの位相を異ならせるという条件である。
具体的には、磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板のそれぞれの磁歪の時間波形において磁歪の絶対値が最大となるときの位相の差が0°超、好ましくは5°以上、より好ましくは10°以上にする。
The first condition is that the magnetostriction of each of the magnetostrictive time waveforms (in the example shown in FIG. 3, the
Specifically, the difference in phase when the absolute value of the magnetostriction is maximum in each of the magnetostriction time waveforms of at least two types of magnetic material plates different from each other in magnetostriction time waveform mutually differs by more than 0 °, preferably 5 °. More preferably, it is 10 ° or more.
図3(a)に示す例では、磁性体板Aの磁歪の時間波形320aにおいて磁歪の絶対値が最大となる時刻はt1である。ここで、磁性体板A、B、Cの磁歪の時間波形320a、320b、320cの周期をT'(=T/2)とする。そうすると、この時刻t1に対応する位相は、t1×360÷T'である(t1:T'=位相:360°)。同様に、図3(b)、図3(c)に示す例では、磁性体板B、Cの磁歪の時間波形320b、320cにおいて磁歪の絶対値が最大となる時刻はt2である。この時刻t2、t3に対応する位相は、t2×360÷T'、t3×360÷T'である。
In the example shown in FIG. 3 (a), the time when the absolute value of the magnetostriction becomes maximum at
図3(a)〜図3(b)に示す例では、以上のような時刻t1に対応する位相と時刻t2に対応する位相との差と、時刻t1に対応する位相と時刻t3に対応する位相との差と、時刻t2に対応する位相と時刻t3に対応する位相との差とのそれぞれが、0°超、好ましくは5°以上、より好ましくは10°以上になるようにする。 FIGS. 3 (a) in the example shown in to FIG. 3 (b), the difference between the phase corresponding to the phase and time t 2 corresponding to the time t 1 as described above, the phase and the time t corresponding to the time t 1 The difference between the phase corresponding to 3 and the difference between the phase corresponding to time t 2 and the phase corresponding to time t 3 is more than 0 °, preferably 5 ° or more, more preferably 10 ° or more To be
第2の条件は、磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板のそれぞれの磁歪の時間波形の一周期における面積のうち、最大の面積が、磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板のそれぞれの磁歪の時間波形を合成した磁歪の時間波形の一周期における面積を上回るという条件である。このようにすれば、積鉄心の振動に最も影響を与えている磁性体板(磁歪の時間波形の一周期における面積が最大となる磁性体板)の磁歪による積鉄心の振動を低減することができるので、全体として積鉄心の振動を低減することができる。 The second condition is that the maximum area of the area in one period of the magnetostrictive time waveform of each of at least two types of magnetic plates different in magnetostriction time waveform mutually differs at least in the magnetostrictive time waveform mutually different The condition is that the area in one period of the magnetostrictive time waveform obtained by combining the magnetostrictive time waveforms of the two types of magnetic plates is exceeded. In this way, it is possible to reduce the vibration of the iron core due to the magnetostriction of the magnetic material plate (the magnetic material plate having the largest area in one period of the magnetostriction time waveform) that most affects the vibration of the pile core. Since it can be done, the vibration of the core can be reduced as a whole.
第3の条件は、磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板のそれぞれの磁歪の時間波形の一周期における面積のうち、最小の面積が、磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板のそれぞれの磁歪の時間波形を合成した磁歪の時間波形の一周期における面積を上回るという条件である。このようにすれば、磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板のうち何れの磁性体板のみを積鉄心に用いた場合よりも、積鉄心の振動を低減することができる。尚、第3の条件を満たせば前述した第2の条件を自動的に満たす。 The third condition is that at least the minimum area of the area in one period of the magnetostriction time waveform of each of at least two types of magnetic plates different in magnetostriction time waveform mutually differs at least in the magnetostriction time waveform mutually different The condition is that the area in one period of the magnetostrictive time waveform obtained by combining the magnetostrictive time waveforms of the two types of magnetic plates is exceeded. In this way, it is possible to reduce the vibration of the piled iron core as compared with the case of using only any one of the magnetic sheets of at least two kinds of magnetic sheets different in time waveform of magnetostriction as the piled iron core. If the third condition is satisfied, the second condition described above is automatically satisfied.
第2の条件および第3の条件において、磁歪の時間波形の面積は、磁歪の時間波形のうち正の値をとる磁歪の値をそのままとし、磁歪の時間波形のうち負の値をとる磁歪の値に(−1)を乗算した上で求められるものである(即ち、磁歪の時間波形の面積は、磁歪の絶対値をとった上で磁歪の時間波形を一周期にわたり積分することにより求められる)。 Under the second and third conditions, the area of the magnetostrictive time waveform is the same as the magnetostriction time waveform having a positive value of the magnetostriction time waveform and the magnetostriction time waveform having a negative value of the magnetostriction time waveform. It can be obtained by multiplying the value by (-1) (that is, the area of the magnetostrictive time waveform can be obtained by integrating the magnetostrictive time waveform over one period after taking the absolute value of the magnetostriction ).
この他、磁歪の時間波形が相互に異なる2種類の磁性体板を用いる場合、一方の磁性体板における磁歪の時間波形と、他方の磁性体板における磁歪の時間波形が、一周期において逆位相となっている時間の割合が10%以上、好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上にしてもよい。ここで、逆位相とは、同一の時刻において、一方の磁性体板における磁歪と他方の磁性体板における磁歪の符号が逆になっている状態を指す。磁歪の時間波形の一周期において、このような状態になっている時刻の積算値を、磁歪の時間波形の一周期で割った値が、一方の磁性体板における磁歪の時間波形と、他方の磁性体板における磁歪の時間波形が、一周期において逆位相となっている時間の割合である。 In addition, when two types of magnetic plates different in time waveform of magnetostriction are used, the time waveform of magnetostriction in one magnetic plate and the time waveform of magnetostriction in the other magnetic plate are opposite in phase in one period. The percentage of time during which the time interval is 10% or more may be 10% or more, preferably 20% or more, and more preferably 30% or more. Here, the opposite phase refers to a state in which the sign of the magnetostriction in one magnetic plate and the sign of the magnetostriction in the other magnetic plate are reversed at the same time. In one cycle of the magnetostrictive time waveform, the value obtained by dividing the integrated value of the time in which the state is in this state by one cycle of the magnetostrictive time waveform is the magnetostriction time waveform of one magnetic plate and the other. It is a ratio of time in which the time waveform of magnetostriction in the magnetic plate is in antiphase in one cycle.
(適用する部分)
積鉄心の何れかの領域において磁歪の時間波形が異なる少なくとも2種類の磁性体板を用いていればよい。
例えば、図1に示す例では、ヨーク部110a、ヨーク部110b、リム部120a、およびリム部120bを組み合わせて積鉄心が構成される。図2に示す例では、ヨーク部210a、ヨーク部210b、リム部220a、リム部220b、およびリム部220cを組み合わせて積鉄心が構成される。これらの組み合せの対象となる複数のブロックの少なくとも1つのブロックにおける磁性体板の積層構成を、他のブロックと磁性体板の積層構成と異ならせることができる。磁性体板の積層構成は、磁性体板の積み位置および磁歪の時間波形の少なくとも何れか一方を用いて定まる。
(Part to apply)
It is sufficient to use at least two types of magnetic plates different in time waveform of magnetostriction in any region of the stack iron core.
For example, in the example illustrated in FIG. 1, a stacked iron core is configured by combining the
例えば、或るブロックと別の或るブロックとで、磁歪の時間波形が異なる3種類の磁性体板を同じ枚数ずつ用いていても、それらの積み方が異なれば、磁性体板の積層構成は異なることになる。 For example, even if the same number of three magnetic plates having different magnetostrictive time waveforms are used in one block and another block, the lamination configuration of the magnetic plates is different if the stacking manner is different. It will be different.
また、1つのブロックでは磁歪の時間波形が同じ磁性体板を使用していても、少なくとも2つのブロックにおいて磁歪の時間波形が異なる磁性体板を使用していれば、磁性体板の積層構成は異なることになる。例えば、図1において、ヨーク部110a、110bに、磁歪の時間波形が同じ磁性体板を用い、リム部120a、120bに、磁歪の時間波形が同じ磁性体板を用い、ヨーク部110a、110bに用いる磁性体板における磁歪の時間波形と、リム部120a、120bに用いる磁性体板における磁歪の時間波形とが異なるようにする。1つのブロックで磁歪の時間波形が同じ磁性体板を使用すれば、磁性体板の歩留および積鉄心の生産性を向上させることができる。
In addition, even if the magnetic plate with the same magnetostriction time waveform is used in one block, if the magnetic plate with different magnetostriction time waveform is used in at least two blocks, the laminated configuration of the magnetic plate is It will be different. For example, in FIG. 1, the
(磁歪の時間波形を異ならせる手法)の欄で説明した第1の手法を採用する場合、ヨーク部110a、110bに用いる磁性体板を磁区制御材(磁区細分化を行った磁性体板)とし、リム部120a、120bに用いる磁性体板をプレーン材(磁区細分化を行っていない磁性体板)とすることができる。これとは逆に、ヨーク部110a、110bに用いる磁性体板をプレーン材とし、リム部120a、120bに用いる磁性体板を磁区制御材としてもよい。
In the case of adopting the first method described in the section of (Method of differentiating the time waveform of magnetostriction), the magnetic material plate used for the
図4は、磁性体板の積層構成の第1の例を示す図である。尚、図4において、X軸およびY軸は、図4に示すZ軸に垂直な2次元直交座標であれば、どのように定めてもよいので、図4には、X軸およびY軸を示していない。例えば、磁性体板Aがプレーン材であり、磁性体板Bが磁区制御材である場合、磁性体板Aのみを用いてリム部120a、120bを構成し(図5(a)を参照)、磁性体板Bを用いてヨーク部110a、110bを構成する(図5(b)を参照)。このようにすれば、ビルディングファクタ(電気機器の鉄損÷磁性体板の鉄損)を低減することができ、同時に積鉄心の騒音を低減することができる。ただし、これとは逆に、ヨーク部110a、110bに用いる磁性体板をプレーン材とし、リム部120a、120bに用いる磁性体板を磁区制御材としてもよい。
FIG. 4 is a view showing a first example of the laminated structure of the magnetic plate. In FIG. 4, the X-axis and Y-axis may be determined in any manner as long as they are two-dimensional orthogonal coordinates perpendicular to the Z-axis shown in FIG. Not shown. For example, when the magnetic plate A is a plain material and the magnetic plate B is a magnetic domain control material, the
以上のことは、図2に示すヨーク部210a、210bおよびリム部220a、220b、220cについても同じである(例えば、ヨーク部210a、210bを図5(b)に示す構成とし、リム部220a、220b、220cを図5(a)に示す構成とすることができる(これとは逆の構成としてもよいことは前述した通りである))。
The same applies to the
また、1つのブロックにおいて磁歪の時間波形が異なる少なくとも2種類の磁性体板を用いる場合、それら少なくとも2種類の磁性体板を周期的に積み重ねて当該ブロックを構成することができる。図4は、磁性体板の積層構成の第2の例を示す図である。尚、図4においても、図5と同様の理由から、X軸およびY軸を示していない。
図5に示す例では、磁歪の時間波形が異なる3種類の磁性体板A、B、Cを1枚ずつこの順で(図5の上から見た場合に、A→B→C→A→B→C→A→・・・の順で)積み重ねる様子を示す。尚、少なくとも2種類の磁性体板を周期的に積み重ねていれば、必ずしも磁歪の時間波形が異なる磁性体板を1枚ずつ積み重ねる必要はない。例えば、磁歪の時間波形が異なる3種類の磁性体板A→B→B→C→C→C→A→B→B→C→C→C→A→・・・の順で積み重ねてもよい。また、少なくとも2種類の磁性体板をランダムに積み重ねてもよい。積鉄心の振動を低減する効果と、磁性体板の歩留および積鉄心の生産性との兼ね合いで、どのように積み重ねるのかを決定することができる。
When at least two types of magnetic plates having different magnetostriction time waveforms are used in one block, the blocks can be configured by periodically stacking the at least two types of magnetic plates. FIG. 4 is a view showing a second example of the laminated structure of the magnetic plate. Also in FIG. 4, the X axis and the Y axis are not shown for the same reason as in FIG. 5.
In the example shown in FIG. 5, three types of magnetic plates A, B, and C having different magnetostriction time waveforms one by one in this order (when viewed from the top of FIG. 5, A → B → C → A → It shows how to stack in the order of B → C → A → ...). If at least two types of magnetic plates are periodically stacked, it is not always necessary to stack magnetic plates having different magnetostriction time waveforms one by one. For example, three types of magnetic material plates having different magnetostriction time waveforms may be stacked in the order of A → B → B → C → C → C → C → A → B → B → C → C → C → A → ... . Also, at least two types of magnetic plates may be stacked at random. How to stack can be determined by the balance between the effect of reducing the vibration of the pile core and the yield of the magnetic plate and the productivity of the pile core.
また、ブロックの表層部と内層部とで、磁歪の時間波形が異なる磁性体板を用いてもよい。表層部とは、相対的に表面側に位置する部分であり、ブロックにおける磁性体板の積み方向の両端の領域に位置する2つの部分である。内層部とは、これら2つの部分(表層部)の間に位置する部分である。図6は、磁性体板の積層構成の第3の例を示す図である。尚、図6においても、図4と同様の理由から、X軸およびY軸を示していない。
図6において、例えば、表層部610、630には、磁歪の時間波形が同じ磁性体板を用い、内層部620には、磁歪の時間波形が同じ磁性体板を用い、表層部610、630に用いる磁性体板の磁歪の時間波形と、内層部620に用いる磁性体板の磁歪の時間波形と、が異なるようにする。表層部610に用いる磁性体板の磁歪の時間波形と表層部630に用いる磁性体板の磁歪の時間波形とを異ならせてもよい。
Alternatively, magnetic plates having different magnetostriction time waveforms may be used for the surface layer portion and the inner layer portion of the block. The surface layer portion is a portion relatively located on the surface side, and is two portions located in the area at both ends in the stacking direction of the magnetic material plates in the block. An inner layer part is a part located between these two parts (surface part). FIG. 6 is a view showing a third example of the laminated structure of the magnetic plate. Also in FIG. 6, the X axis and the Y axis are not shown for the same reason as in FIG.
In FIG. 6, for example, magnetic layers with the same time waveform of magnetostriction are used for the surface layers 610 and 630, and magnetic layers with the same time waveform of magnetostriction are used for the
(磁歪の時間波形を異ならせる手法)の欄で説明した第1の手法を採用する場合、表層部610、630に用いる磁性体板を磁区制御材(磁区細分化を行った磁性体板)とし、内層部620に用いる磁性体板をプレーン材(磁区細分化を行っていない磁性体板)とすることができる。これとは逆に、表層部610、630に用いる磁性体板をプレーン材(磁区細分化を行っていない磁性体板)とし、内層部620に用いる磁性体板を磁区制御材(磁区細分化を行った磁性体板)としてもよい。
また、本欄((適用する部分)の欄)で説明したそれぞれの適用例の一部または全部を組み合わせてもよい。ただし、矛盾が生じる組み合わせを実現することができないことは勿論である。例えば、磁歪の時間波形が同じ磁性体板を用いるブロックに対し、磁歪の時間波形が異なる磁性体板を用いることはできない。
In the case of adopting the first method described in the section of (Method of differentiating the time waveform of magnetostriction), the magnetic material plate used for the
In addition, some or all of the respective application examples described in this field (field of (part to be applied)) may be combined. However, it goes without saying that it is impossible to realize a combination that causes a contradiction. For example, it is not possible to use magnetic plates having different magnetostriction time waveforms for blocks using magnetic plates having the same magnetostriction time waveform.
(まとめ)
以上のように本実施形態では、磁歪の時間波形が異なる少なくとも2種類の磁性体板を用いて積鉄心を構成する。従って、磁歪の時間波形が異なる少なくとも2種類の磁性体板を組み合わせるだけで低磁歪化を実現する材料の開発や、磁性体板単体での低磁歪化だけでは実現できない低磁歪化を実現することができる。よって、積鉄心から発生する騒音を低減することを容易に実現することができる。例えば、磁区細分化を行っていない方向性電磁鋼板と磁区細分化を行った方向性電磁鋼板との双方を用いて積鉄心を構成することにより、磁区細分化を行っていない方向性電磁鋼板だけを用いて構成された積鉄心や、磁区細分化を行った方向性電磁鋼板だけを用いて構成された積鉄心よりも、積鉄心から発生する騒音を低減することができる。
(Summary)
As described above, in the present embodiment, a laminated iron core is configured using at least two types of magnetic material plates having different magnetostrictive time waveforms. Therefore, development of a material that achieves low magnetostriction simply by combining at least two types of magnetic material plates having different magnetostriction time waveforms, and realization of low magnetostriction that can not be achieved by low magnetic strain alone with a single magnetic material plate Can. Therefore, it is possible to easily realize the reduction of the noise generated from the piled iron core. For example, only a grain-oriented electrical steel sheet not subjected to magnetic domain fragmentation can be formed by constructing a core with both a grain-oriented electrical steel sheet not subjected to magnetic domain fragmentation and a grain-oriented electrical steel sheet subjected to magnetic domain fragmentation. The noise generated from the piled iron core can be reduced more than the piled iron core constructed using only the piled iron core formed using the magnetic core and the directional magnetic steel sheet subjected to magnetic domain refinement.
尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation for carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be interpreted limitedly by these. It is a thing. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
110a〜110b、210a〜210b:ヨーク部、120a〜120b、220a〜220c:リム部、310:磁束密度の時間波形、320a〜320c:磁歪の時間波形、610、630:表層部、620:内層部 110a to 110b, 210a to 210b: yoke portions, 120a to 120b, 220a to 220c: rim portions, 310: time waveform of magnetic flux density, 320a to 320c: time waveform of magnetostriction, 610, 630: surface layer portion, 620: inner layer portion
Claims (13)
前記複数の磁性体板は、前記積鉄心が励磁されたときの磁歪の時間波形が相互に異なる少なくとも2種類の磁性体板を含むことを特徴とする積鉄心。 A stacked core constructed by stacking a plurality of magnetic plates, wherein
The plurality of magnetic plates includes at least two types of magnetic plates different in time waveform of magnetostriction when the stacked core is excited.
前記複数のブロックのうちの少なくとも1つの前記ブロックの積層構成は、他の前記ブロックの積層構成と異なり、
前記積層構成は、前記磁性体板の積み位置および磁歪の時間波形を用いて定められることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の積鉄心。 The stacked core is configured by combining a plurality of blocks each formed by stacking a plurality of magnetic plates,
The stacked configuration of at least one of the plurality of blocks is different from the stacked configuration of the other blocks,
The pile core according to any one of claims 1 to 6, wherein the laminated structure is determined using a stacking position of the magnetic material plates and a time waveform of magnetostriction.
前記複数のブロックのうち、少なくとも2つの前記ブロックにおいて、前記磁歪の時間波形が異なる磁性体が用いられることを特徴とする請求項7に記載の積鉄心。 The plurality of magnetic plates constituting one of the blocks are magnetic plates having the same time waveform of the magnetostriction,
The pile iron core according to claim 7, wherein magnetic bodies having different time waveforms of the magnetostriction are used in at least two of the plurality of blocks.
前記複数の継鉄部を構成する磁性体板の積層構成は同じであり、
前記複数の脚部を構成する磁性体板の積層構成は同じであり、
前記複数の継鉄部を構成する磁性体板の積層構成と、前記複数の脚部を構成する磁性体板の積層構成は異なることを特徴とする請求項7または8に記載の積鉄心。 The plurality of blocks have a plurality of yoke portions and a plurality of legs.
The laminated configuration of the magnetic plates constituting the plurality of yoke portions is the same,
The laminated configuration of the magnetic material plates constituting the plurality of legs is the same,
The pile iron core according to claim 7 or 8, wherein a lamination structure of magnetic material boards which constitute the plurality of yoke parts differs from a lamination structure of magnetic material boards which constitute the plurality of legs.
前記表層部は、前記ブロックにおける前記磁性体板の積み方向の両端の領域に位置する2つの部分であり、
前記内層部は、前記2つの部分の間に位置する部分であることを特徴とする請求項7に記載の積鉄心。 The layered configuration of the surface layer portion and the layered configuration of the inner layer portion in one of the blocks are different,
The surface layer portions are two portions located in regions at both ends in the stacking direction of the magnetic material plates in the block,
The pile core according to claim 7, wherein the inner layer portion is a portion located between the two portions.
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