JP2597545B2 - リアクトル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電力用、電炉用、始動用等に使用される
ギャップ付鉄心形のリアクトルに関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、送電線の長距離化や都市部の地下ケーブル系統
の拡大に伴いリアクトルの必要性が増大している。そし
て、送電線路の充電容量補償等の目的で設置されるリア
クトルでは、省エネルギのための低損失化性能ととも
に、社会環境に対する低騒音化性能の要求が高まってい
る。

ところで、一般にリアクトルは主脚鉄心の有無によっ
て空心形と鉄心形とに大別され、後者は更に閉路鉄心形
とギャップ付鉄心形とに分類される。空心形のリアクト
ルは鉄心形のリアクトルに比べ経済的で、リアクタンス
の直線性が良好であるが、主磁束が巻線内を通るために
渦電流損失が大きく、又磁束が空間に分散するために近
接金属を過加熱する等の欠点がある。

これに対し、リアクトル巻線に鉄心を挿入する鉄心形
のリアクトルは透磁率を高くできるため、大きなリアク
タンスを必要とする場合には有利である。

しかし、閉路鉄心形の場合にあっては、所定の電流以
上では鉄心の飽和のために鉄心の効果が得られないだけ
でなく、そのリアクタンスの非直線性やヒステリシスに
よって磁化の過程における電圧又は電流が著しく歪むと
いう問題がある。

一方、ギャップ付鉄心形のリアクトルの特性は空心形
と閉路鉄心形との中間にあり、両者の長所を兼ね備えて
いるため、電力用分路リアクトル、消弧リアクトル等に
広く用いられている。反面このギャップ付鉄心形リアク
トルにあっては、鉄心の構造強度の問題に起因して騒音
が大きくなる場合がある。

第４図にこの種のギャップ付鉄心形のリアクトルのう
ちの中心脚内鉄形と称されるものの構成を模式的に示
す。これは鉄心枠６の一部を構成する側脚4,5と鉄心枠
６内の中央に位置する主脚７の３本の脚を有し、これら
の内、巻線３を施す主脚７にギャップ付鉄心を使用した
ものである。ギャップ付鉄心は、第５図にも示す如く、
ケイ素鋼板を積層して成る円柱状の鉄心ブロック１とセ
ラミック等の非磁性体から成る円柱状のギャップ材２と
を交互に積み重ね、鉄心ブロック１の相互間に所定のギ
ャップΔを形成している。この場合、鉄心ブロック１の
表面は絶縁性のガラス樹脂で覆われ、その平面にギャッ
プ材２がエポキシ系の接着剤にて接着固定される。

ところで、リアクトルの騒音は鉄心の振動によるとこ
ろが大きく、鉄心の振動を抑えることが騒音対策上重要
である。第６図（ａ），（ｂ）に第４図及び第５図に示
す如き従来のギャップ付鉄心の共振モードを実験的に求
めた結果を示すが、第６図（ａ）は１次共振モードを、
同図（ｂ）は２次共振モードを示す。又、同図において
破線は変形前の各鉄心ブロック１の状態を、実線は変形
後のそれを示す。この図より、各鉄心ブロック１自体の
変形は小さく、鉄心ブロック１間のギャップ部の伸縮或
いは横すべりが大きくなっていることが判別される。こ
のことからギャップ付鉄心全体の変形は主に鉄心ブロッ
ク１相互間のギャップ部の変形に起因していることがわ
かる。ここに、実験に供したギャップ付鉄心ではギャッ
プ材２の素材として剛性の高いセラミックを使用してお
り、ギャップ材２自体が変形することは考えられない。
反面ギャップ付鉄心形のリアクトルでは、鉄心ブロック
１を圧縮する方向に締め付けると鉄心の騒音が低減する
ことから考えると、ギャップ付鉄心の強度上の問題は鉄
心ブロック１とギャップ材２との接着面にあると言え
る。

［発明の目的］ この発明は上記観点からなされたもので、その目的と
する処は、低騒音化を図ることのできるギャップ付鉄心
形のリアクトルを提供するにある。

［発明の概要］ 上記目的を達成すべく本発明のリアクトルは、積層鋼
板から成る複数の鉄心ブロックと、柱状に形成された絶
縁体からなる複数のギャップ材と、このギャップ材の大
きさと等しいかあるいはわずかに大きく形成されると共
に前記鉄心ブロックそれぞれの前記ギャップ材の接合面
に分散して設けられ、前記ギャップ材の端部が嵌合可能
な複数の取付け穴とを具備し、前記複数の取付け穴のそ
れぞれに接着剤を介して前記複数のギャップ材のそれぞ
れの端部を嵌め込んで固定し、前記鉄心ブロックと前記
ギャップ材とを交互に積み重ねて構成した鉄心を巻線中
に配置したことを特徴としている。

［発明の効果］ 本発明によれば、鉄心ブロックのギャップ材に対する
接合面に分散して多数の取付け穴を設けたためギャップ
材の端部を上記取付け穴に嵌合した状態で固定すること
によりギャップ材と鉄心ブロックとの間の接合強度を接
合面全体で高めることができ、ギャップ付鉄心全体とし
ての剛性が向上して稼働時の温度上昇に影響されること
無くギャップ付鉄心の振動が抑制され、この振動に起因
するリアクトルの騒音が著しく低減される。

［実施例］ 以下にこの発明の一実施例を第１図、第２図及び第３
図に基づいて説明する。

第１図は本実施例に係るリアクトルのギャップ付鉄心
の一部省略分解斜視図、第２図は同ギャップ付鉄心の縦
断面図、第３図は要部の拡大断面図である。

本実施例に係るギャップ付鉄心形のリアクトルの構成
は基本的には第４図に示す従来のものと同様であり、同
図を共用して説明は省略する。

一方、本実施例においては鉄心ブロック１のギャップ
材２に対する接合面にギャップ材２を嵌め込むための取
付け穴1aがギャップ材２と同数だけ形成されている。こ
の取付け穴1a内及び鉄心ブロック１の表面は第３図のよ
うに絶縁性のガラス樹脂Ｇで覆われ、各取付け穴1a内の
ガラス樹脂Ｇで形成される内周径の大きさはギャップ材
２の外径と同程度かそれよりもやや大きめに形成されて
いる。そして前記取付け穴1a内に接着剤を塗布してギャ
ップ材２を取付け穴1aに押し付けるようにして嵌合固定
し、当該ギャップ材２を鉄心ブロック１に固着するよう
に構成されている。こうして組み立てられるギャップ付
鉄心が第２図に示されるが、この場合、各鉄心ブロック
１間には所定のギャップΔが形成される。

以上において、鉄心ブロック１とギャップ材２との接
着面は取付け穴1aの深さ分だけ従来のものよりも広くな
るため、両者の接着強度が向上し、同時に接着面での横
すべりが取付け穴1aの縦壁で規制されるため横方向の強
度が大幅に向上し、ギャップ付鉄心全体の剛性が極めて
高くなる。このようにギャップ付鉄心全体の剛性が高ま
れば、該ギャップ付鉄心の共振周波数が大幅に高くなり
（実際には従来の２倍近く高くすることができる。）、
稼働時の振動が効果的に抑制され、この振動に起因する
リアクトルの騒音が著しく低減される。即ち、各鉄心ブ
ロック１間のギャップ部の変形が抑えられ、第６図
（ａ），（ｂ）に示す従来のようなリアクトルの共振モ
ードが改善される。又、鉄心ブロック１に対するギャッ
プ材２の正確な位置決めも可能となり、ギャップ付鉄心
の組立性が改善されるとともに、製品毎のばら付きも少
なくなって品質も著しく向上する。

なお、この発明は上記一実施例に限定されない。例え
ば、取付け穴で嵌合固定するギャップ材は複数のギャッ
プ材の一部にすることもできる。また、上下複数のギャ
ップ部の内、１次共振、２次共振の腹となる部分のギャ
ップ部にのみ取付け穴による嵌合固定を用いることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るリアクトルのギャップ
付鉄心の一部省略分解斜視図、第２図は同ギャップ付鉄
心の縦断面図、第３図は要部拡大断面図、第４図は従来
のギャップ付鉄心形のリアクトルの構成を示す模式図、
第５図は同ギャップ付鉄心の一部省略分解斜視図、第６
図（ａ），（ｂ）は従来のギャップ付鉄心の共振モード
形状を示す図である。 １……鉄心ブロック、1a……取付け穴 ２……ギャップ材、３……巻線

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】積層鋼板から成る複数の鉄心ブロックと、 柱状に形成された絶縁体からなる複数のギャップ材と、 このギャップ材の大きさと等しいかあるいはわずかに大
   きく形成されると共に前記鉄心ブロックそれぞれの前記
   ギャップ材の接合面に分散して設けられ、前記ギャップ
   材の端部が嵌合可能な複数の取付け穴と を具備し、 前記複数の取付け穴のそれぞれに接着剤を介して前記複
   数のギャップ材のそれぞれの端部を嵌め込んで固定し、
   前記鉄心ブロックと前記ギャップ材とを交互に積み重ね
   て構成した鉄心を巻線中に配置したことを特徴とするギ
   ャップ付鉄心形のリアクトル。