JP2564354B2 - ギヤツプ付鉄心形リアクトル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はギヤツプ付鉄心形リアクトルに係り、特に鉄
心構造を改良したギヤツプ付鉄心形リアクトルに関す
る。

［従来の技術］ 一般にギヤツプ付鉄心形リアクトルは、珪素鋼板を放
射状に配列したラジアル形のブロツク鉄心と間隔片とを
交互に積重ねて構成したギヤツプ付主鉄心と、この主鉄
心と磁気的に結合された継鉄とを有して鉄心を構成して
いる。

従来のこの種のギヤツプ付鉄心形リアクトルを第６図
および第７図に示している。

第６図は複数のブロツク鉄心１と図示しない間隙片と
を交互に積層してギヤツプ2bを形成したギヤツプ付主鉄
心３を３脚構成し、各主鉄心３に巻線６をそれぞれ巻回
すると共に、これら各主鉄心３間を、図示しない間隙片
によつて形成したギヤツプ2aを介して継鉄４により磁気
的に結合した鉄心構造を示している。

また第７図は前述した第６図の場合と同様に構成して
巻線６を巻回した主鉄心３の両側に帰路脚５を配置する
と共に、両端に継鉄４を配置した鉄心構造が示されてお
り、主鉄心３と継鉄４間にも図示しない間隙片によつて
ギヤツプ2aが形成されている。

これら鉄心は、いずれの場合も容器内に収納されると
共に、この収納容器内に絶縁油等の絶縁冷却媒体が満さ
れてギヤツプ付鉄心形リアクトルが構成されている。

この種のギヤツプ付鉄心形リアクトルの主鉄心３と継
鉄４の磁気結合部、つまり第６図および第７図のＡ−Ａ
断面図を見ると第８図のようになつている。つまり主磁
束21のほかに、主鉄心３と継鉄４間、あるいは主鉄心３
の各ブロツク鉄心１間のギヤツプ2aあるいはギヤツプ2b
によつて、フリンジング現象が生じフリンジング磁束22
が生ずる。各ブロック鉄心１は珪素鋼板を放射状に配列
させたラジアル形に形成されているため、各ブロツク鉄
心１間のフリンジング磁束22はブロツク鉄心１の積層に
沿つて侵入するため特に問題はない。しかし継鉄４の場
合は積層外表面に直交してフリンジング磁束22が侵入す
る。また巻線６からのもれ磁束61も継鉄４の積層外表面
に直交して侵入する。特に、最近のリアクトルの大容量
化によつて、これら継鉄４に侵入する磁束量が増大する
と、第９図に示すようにブロツク鉄心１と対向する継鉄
４の端部表面に流れるうず電流７が増大して局部過熱を
生じたり損失を増大させたりする。

この点、従来のギヤツプ付鉄心形リアクトルは、第11
図に示すように継鉄４を構成する短冊形の珪素鋼板の積
層厚みをブロツク鉄心１の外径より大きくしたり、第12
図に示すように継鉄４とブロツク鉄心１とのギヤツプ2a
を小さくして継鉄４の積層表面へ直交して侵入するフリ
ンジング磁束22を減らしていた。また実開昭60−22819
号公報に記載のように継鉄の一部に継鉄の積層方向と合
わせた方向に積層した付加ブロツクを設けたり、特開昭
60−217615号公報に記載のように主鉄心の両側にブロツ
ク端部鉄心を配設し、このブロツク端部鉄心は短冊状の
珪素鋼板を継鉄の積層方向に直交かつ直立するように形
成した鉄心構造が提案されていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のギヤツプ付鉄心形リアクトルは、フリンジング
磁束22に対してそれぞれ上述の如く対策していたが、第
11図に示すように継鉄４の積層厚みを増大する方法で
は、継鉄４を少なくとも巻線６の内径以上の大きさにし
なければ実質的な効果を期待することができず、このた
め継鉄４の重量が増大して高価なものになつてしまう。
また第12図に示すように継鉄４と主鉄心３間のギヤツプ
2aを小さくする方法では、全体のインピーダンスによつ
て決まるギヤツプ長を得るためにブロツク鉄心１間のギ
ヤツプ2bを大きくしなければならず、場合によつてはギ
ヤツプ2bが大きすぎて新たにブロツク鉄心を追加しなけ
ればならなかつたり、巻線６からのもれ磁束61に対する
効果を期待することができず、満足し得るものではなか
つた。更に実開昭60−22819号公報や特開昭60−217615
号公報に示された方法では構造が複雑になつて高価なギ
ヤツプ付鉄心形リアクトルとなつてしまう。

そこで本発明の目的は、簡単な構成で継鉄の局部過熱
および損失増大を防止したギヤツプ付鉄心形リアクトル
を提供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、巻線を巻装した
ギヤツプ付主鉄心の両端に配置した継鉄に、フリンジン
グ磁束および上記巻線からのもれ磁束によるうず電流を
分散させるスリツトを形成し、このスリツトは、上記ギ
ヤツプ付主鉄心の外径よりも少なくとも外側に位置する
積層方向端部の表層の珪素鋼板に、その幅方向に延びて
形成したことを特徴とする。

［作用］ 本発明によるギヤツプ付鉄心形リアクトルは上述の如
き構成であるから、フリンジング磁束および巻線による
もれ磁束によつて、継鉄の積層方向端部の表層の珪素鋼
板にうず電流が流れるが、このうず電流は上記珪素鋼板
の幅方向に形成したスリツトによつて分断されて絶対値
が小さくなるので、局部加熱を防いで低損失とすること
ができる。またスリツトの深さは、ギヤツプ付主鉄心の
外径よりも外側に位置する表層の珪素鋼板に限られるよ
うにしたため、ギヤツプ付主鉄心から継鉄へ流れる主磁
束に対しては全く悪影響を与えることがない。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面によつて説明する。

第４図は本発明の一実施例による単相ギヤツプ付鉄心
形リアクトルの正面図、第５図は第４図の平面図であ
る。

ギヤツプ付主鉄心３は、複数個のブロツク鉄心１と図
示しない絶縁間隙片とを交互に積重ねてギヤツプ2bを有
して構成され、巻線６が巻装されている。このギヤツプ
付主鉄心３の側方には帰路脚５が並置され、またギヤツ
プ付主鉄心３の両端にはギヤツプ2aを介して継鉄４が配
置されて鉄心構造が構成されている。この構成全体は絶
縁冷却媒体を満した容器内に収納されてギヤツプ付鉄心
形リアクトルが構成される。

第５図から分かるように鉄心４は、帰路脚５間を結ぶ
線に対して直交する方向が積層方向となつており、その
積層方向端の表層の珪素鋼板にはスリツト41が形成され
ている。このスリツト41の詳細を第１図および第２図を
用いて説明する。

第１図は第４図のＢ−Ｂ線断面図に相当し、第２図は
第４図の要部拡大図である。

第１図に示すように継鉄４は、ギヤツプ付主鉄心３の
ブロツク鉄心１の外径よりも少し厚くなるよう珪素鋼板
の積層枚数が決められており、少なくともブロツク鉄心
１の外径寸法よりも外側に位置する積層方向端部の表層
の珪素鋼板には、これらを対象にした深さのスリツト41
が設けられている。このスリツト41はブロツク鉄心１と
の対向側端部から切り始められて、継鉄４の幅方向に所
定の高さまで切り込まれている。このスリツト41の高さ
については後述するが、スリツト41の位置はブロツク鉄
心１の中心を通る継鉄４の積層方向直線上の近傍が望し
く、第２図の如き位置となる。

次に第10図によりスリツト41の高さについて説明す
る。この第10図は継鉄４を構成する珪素鋼板のうち積層
表面の珪素鋼板における磁束密度分布を示しており、縦
軸はブロツク鉄心１側を基点とした上記珪素鋼板の幅を
示している。従つて、同図から分かるように珪素鋼板に
おける磁束密度はブロツク鉄心１から少し離れた所が最
高となり、その後は幅を増すに従つて小さくなる。これ
に対応して、スリツト41は継鉄４を構成する珪素鋼板の
ブロツク鉄心１側の端部から、この磁束密度分布に従つ
て切り込み、その高さを決定する。

上述のようにして形成されたスリツト41を有すること
によつて、第１図に示すようにブロツク鉄心１から流入
する主磁束21に対してスリツト41は何等妨げとならな
い。特に、これはスリツト41の深さがブロツク鉄心１の
外径寸法よりも外側になるよう制限されているからであ
る。またフリンジング磁束22や巻線６のもれ磁束61に対
して、このスリツト41は第２図に示すように作用する。
つまり、これら磁束によつて継鉄４の表層の珪素鋼板に
は第９図に示すようなうず電流７が流れようとするが、
スリツト41によつてうず電流７は第２図の如く分断され
て幾つものグループに分割され、その電流値を小さくす
る。従つて、うず電流による局部過熱は防止される。

第３図は本発明の他の実施例によるギヤツプ付鉄心形
リアクトルの要部拡大図を示しており、この実施例では
継鉄４の積層方向端の表層の珪素鋼板に、第２図と同様
に形成したスリツト41と、その両側近傍に先のスリツト
41の高さより低い高さとし他は同一条件としたスリツト
42,43とを形成している。この実施例によれば、継鉄４
を流れるうず電流は更に小さく分断されて電流値が小さ
くなり、局部加熱は一層防止される。

上記の各実施例の説明からも分かるように、スリツト
の形成にあたつては、発生している局部加熱と、それを
どの程度まで抑制するかによつて、その高さ、深さ、本
数および位置等を決定するのが良い。ただし深さについ
ては、第１図の主磁束21に影響を与えないようブロツク
鉄心１の外径寸法よりも外側に位置するようにして、ブ
ロツク鉄心１の外径と継鉄４の積層方向厚みとの差を考
慮しつつスリツトを形成する表層の珪素鋼板の枚数を決
定するのが良い。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、ブロツク鉄心の外径寸
法よりも外側に位置する深さで、フリンジング磁束およ
び巻線からのもれ磁束による継鉄のうず電流を分散する
ようなスリツト、すなわち継鉄の珪素鋼板の幅方向に延
びたスリツトを形成したため、ブロツク鉄心から継鉄に
流れる主磁束に何等の悪影響を与えることなく、上述の
磁束によるうず電流の電流値を小さくして局部加熱の発
生と損失増大を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるギヤツプ付鉄心形リア
クトルの要部を示す部分断面図、第２図は第１図の正面
図、第３図は本発明の他の実施例によるギヤツプ付鉄心
形リアクトルの要部を示す正面図、第４図および第５図
は第１図のギヤツプ付鉄心形リアクトルの正面図および
平面図、第６図および第７図は従来のギヤツプ付鉄心形
リアクトルのそれぞれ正面図、第８図は第６図および第
７図のＡ−Ａ断面図、第９図は第６図の要部拡大図、第
10図は磁束密度分布特性図、第11図および第12図は従来
のそれぞれ異なるギヤツプ付鉄心形リアクトルの要部を
示す部分断面図である。 １……ブロツク鉄心、2a,2b……ギヤツプ、３……ギヤ
ツプ付主鉄心、４……継鉄、６……巻線、７……うず電
流、21……主磁束、22……フリンジング磁束、41,42,43
……スリツト、61……もれ磁束。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ブロツク鉄心間にギヤツプを形成しながら
   積重ねてギヤツプ付主鉄心を構成し、このギヤツプ付主
   鉄心の外周に巻線を巻装し、また上記ギヤツプ付主鉄心
   の両端にギヤツプを介して珪素鋼板を積層して成る継鉄
   を配置して構成したギヤツプ付鉄心形リアクトルにおい
   て、上記ギヤツプ付主鉄心の外径寸法よりも外側に位置
   する上記継鉄の積層方向端部の表層の珪素鋼板に、上記
   ギヤツプ付主鉄心との対向側から幅方向に延びたスリツ
   トを形成したことを特徴とするギヤツプ付鉄心形リアク
   トル。
2. 【請求項２】請求項１記載のものにおいて、上記スリツ
   トは、並置して形成した複数本から成ると共に、上記ギ
   ヤツプ付主鉄心の中心から遠ざかるにつれて上記幅方向
   の高さを低くしたことを特徴とするギヤツプ付鉄心形リ
   アクトル。