JP2778708B2 - 高電圧パルス発生用磁性部品 - Google Patents
高電圧パルス発生用磁性部品Info
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- JP2778708B2 JP2778708B2 JP63289620A JP28962088A JP2778708B2 JP 2778708 B2 JP2778708 B2 JP 2778708B2 JP 63289620 A JP63289620 A JP 63289620A JP 28962088 A JP28962088 A JP 28962088A JP 2778708 B2 JP2778708 B2 JP 2778708B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は放電励起レーザ、加速器等に用いられる高電
圧パルス発生装置用磁性部品に関するものであり、特に
昇圧変圧器及び磁気スイッチとして使用される高電圧パ
ルス発生装置用磁性部品に関するものである。
圧パルス発生装置用磁性部品に関するものであり、特に
昇圧変圧器及び磁気スイッチとして使用される高電圧パ
ルス発生装置用磁性部品に関するものである。
［従来の技術］ エキシマレーザ、銅蒸気レーザ等のガスレーザを励起
するために使用される高電圧パルス発生装置には、特開
昭63-186569号公報等に記載されているように、その高
電圧側にコンデンサと可飽和リアクトルを組み合わせた
回路が形成されている。
するために使用される高電圧パルス発生装置には、特開
昭63-186569号公報等に記載されているように、その高
電圧側にコンデンサと可飽和リアクトルを組み合わせた
回路が形成されている。
この回路の高圧側の基本構成を第５図に示す。
第５図の低圧側ではサイリスタ等のスイッチ素子によ
り数kHz程度の繰り返し周波数を得、図示しない昇圧変
圧器を介して高圧側に接続されている。第５図のコンデ
ンサ16,17,18および可飽和リアクトル19,20,21によって
低電圧側より入力された電流の時間幅が順次圧縮されレ
ーザ放電電極15に接続されている。このような回路によ
り入力された電流の時間幅の百分の１程度まで圧縮し電
流の上昇率を100kA/μsec以上とすることも可能であっ
た。
り数kHz程度の繰り返し周波数を得、図示しない昇圧変
圧器を介して高圧側に接続されている。第５図のコンデ
ンサ16,17,18および可飽和リアクトル19,20,21によって
低電圧側より入力された電流の時間幅が順次圧縮されレ
ーザ放電電極15に接続されている。このような回路によ
り入力された電流の時間幅の百分の１程度まで圧縮し電
流の上昇率を100kA/μsec以上とすることも可能であっ
た。
この場合可飽和リアクトルは巻磁心の非飽和時と飽和
時のインダクタンスの値の変化を利用した磁気的なスイ
ッチの役割を果たしている。
時のインダクタンスの値の変化を利用した磁気的なスイ
ッチの役割を果たしている。
すなわち、磁心が非飽和時には可飽和リアクトルには
緩やかな電流がわずかしか流れないが、飽和時には急俊
でピーク幅の高い電流が流れのである。
緩やかな電流がわずかしか流れないが、飽和時には急俊
でピーク幅の高い電流が流れのである。
この時巻磁心にはヒステリシス損、渦電流損等の損失
が起こり発熱する。
が起こり発熱する。
磁気スイッチは磁心の飽和磁束密度以上を使用するた
め、トランスや磁気増幅器として磁心を用いた場合に比
べその発熱量は非常に大きく、この熱を排出することが
大きな問題であった。
め、トランスや磁気増幅器として磁心を用いた場合に比
べその発熱量は非常に大きく、この熱を排出することが
大きな問題であった。
特に、アモルファス磁心を用いた場合にはその使用温
度125℃以下に抑えなければならず、磁心の冷却は必須
であった。
度125℃以下に抑えなければならず、磁心の冷却は必須
であった。
このような問題のため冷媒を使用して磁心の冷却が行
われているが、更に冷却効率を向上するために特開昭63
-211608号公報に記載されているような巻磁心の内部に
スペーサを巻き込み冷媒を通すようにしたものが知られ
ている。
われているが、更に冷却効率を向上するために特開昭63
-211608号公報に記載されているような巻磁心の内部に
スペーサを巻き込み冷媒を通すようにしたものが知られ
ている。
［本発明が解決しようとする課題］ 上記した巻磁心の内部にスペーサを有するものはその
スペーサのため磁心形状が大きくなり、又スペーサを巻
き込むため磁歪の影響のため磁気特性が劣化してしまう
とともに占積率が低下するため磁心飽和後のインダクタ
ンスが大きくなるという欠点があった。
スペーサのため磁心形状が大きくなり、又スペーサを巻
き込むため磁歪の影響のため磁気特性が劣化してしまう
とともに占積率が低下するため磁心飽和後のインダクタ
ンスが大きくなるという欠点があった。
また、磁心として巻磁心を使用する場合、過電流損等
を減少できる等の理由から絶縁フィルムを同時に巻回し
て形成した巻磁心が使用される。
を減少できる等の理由から絶縁フィルムを同時に巻回し
て形成した巻磁心が使用される。
この場合、絶縁フィルムの熱伝導率は磁心の熱伝導率
に比べて著しく小さいため、巻磁心の半径方向への熱移
動が疎外される。
に比べて著しく小さいため、巻磁心の半径方向への熱移
動が疎外される。
本発明者等は上記の磁心を冷却するためには磁心の両
端面を冷却することが重要であることを見出し、特願昭
63-142425号に磁性部品として磁心端面を均一に冷却す
る絶縁ガイドを設けるもの、磁心の端面ごとに磁心の中
心部から外周部または外周部から中心部へ冷却媒体が流
れるように流路を形成したものを提出した。
端面を冷却することが重要であることを見出し、特願昭
63-142425号に磁性部品として磁心端面を均一に冷却す
る絶縁ガイドを設けるもの、磁心の端面ごとに磁心の中
心部から外周部または外周部から中心部へ冷却媒体が流
れるように流路を形成したものを提出した。
しかし、このような磁心部品でも磁心の冷却能力は不
十分であり高電圧パルス発生装置の出力電流波高値がし
だいに低下して行くという問題が生じていた。
十分であり高電圧パルス発生装置の出力電流波高値がし
だいに低下して行くという問題が生じていた。
本発明の目的は、従来の磁心部品よりも冷却能力の優
れた構造を有する高電圧パルス発生用磁性部品を提供す
ることである。
れた構造を有する高電圧パルス発生用磁性部品を提供す
ることである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は磁心を冷媒中に設置してなる高電圧パルス発
生装置用磁性部品において、磁心の両端面に流れる冷媒
を磁心側面で分離するように設けた冷媒分離手段と、該
冷媒分離手段の一部に前記冷媒を磁心の両端面でほぼ向
流に流すための冷媒流路を有することを特徴とする高電
圧パルス発生用磁性部品である。
生装置用磁性部品において、磁心の両端面に流れる冷媒
を磁心側面で分離するように設けた冷媒分離手段と、該
冷媒分離手段の一部に前記冷媒を磁心の両端面でほぼ向
流に流すための冷媒流路を有することを特徴とする高電
圧パルス発生用磁性部品である。
本発明において、冷媒分離手段は磁心の端面ごとに冷
媒を仕切るものであり、その冷媒分離手段の一部に設け
られた冷媒流路は磁心端面に流れる冷媒の方向を決定
し、さらに磁心のもう一方の端面に冷媒を移動する役割
を果たすものである。
媒を仕切るものであり、その冷媒分離手段の一部に設け
られた冷媒流路は磁心端面に流れる冷媒の方向を決定
し、さらに磁心のもう一方の端面に冷媒を移動する役割
を果たすものである。
冷媒分離手段に設けられた流路は冷媒の淀みをなくす
ために磁心の端面で向流であることが好ましい。すなわ
ち、隣合う冷媒流路は磁心の中心軸に対してほぼ点対象
の位置にあることが好ましい。
ために磁心の端面で向流であることが好ましい。すなわ
ち、隣合う冷媒流路は磁心の中心軸に対してほぼ点対象
の位置にあることが好ましい。
［実施例］ 以下本発明の実施例について詳しく説明する。
第１図に本発明の磁性部品の一実施例の断面図を示
す。
す。
第１図において、絶縁体で構成された中心体５は磁心
1a及び1bを装架し、これらは上下の支持体６と側壁９で
構成された容器の中に設置されている。
1a及び1bを装架し、これらは上下の支持体６と側壁９で
構成された容器の中に設置されている。
磁心1a及び磁心1bはCo基アモルファス合金をポリエチ
レンテレフタレートフィルムを層間絶縁材として同時に
巻回して形成したものであり、その寸法はそれぞれ120
φ×60φ×25t（mm）である。
レンテレフタレートフィルムを層間絶縁材として同時に
巻回して形成したものであり、その寸法はそれぞれ120
φ×60φ×25t（mm）である。
また、これらの磁心にはそれぞれの外周面に冷媒分離
手段として磁心の両端面に流れる冷媒14を仕切る絶縁体
で形成した冷媒分離板2a及び2bが設けられている。
手段として磁心の両端面に流れる冷媒14を仕切る絶縁体
で形成した冷媒分離板2a及び2bが設けられている。
また、磁心1aおよび1bの間及び磁心1bの上部には絶縁
体で形成した仕切り板3aおよび3bが設けられている。
体で形成した仕切り板3aおよび3bが設けられている。
冷媒誘導板2a,2bおよび仕切り板3a,3bに設けた冷媒流
路4a,4b,4c,4dにより、冷媒導入口10より入った冷媒14
は第１図中の矢印の方向に流れ最後に排出口11より排出
される。この冷媒は図示しない熱交換器により冷却され
導入口10に戻され循環される。
路4a,4b,4c,4dにより、冷媒導入口10より入った冷媒14
は第１図中の矢印の方向に流れ最後に排出口11より排出
される。この冷媒は図示しない熱交換器により冷却され
導入口10に戻され循環される。
第２図は第１図のＡ−Ａ断面図を示したものである。
第２図には第１図で省略した磁心に巻く巻線29も示して
いる。この巻線29の両端は第１図の入力端７および出力
端８に接続される。
第２図には第１図で省略した磁心に巻く巻線29も示して
いる。この巻線29の両端は第１図の入力端７および出力
端８に接続される。
巻線29は中心体５に形成された溝13と冷媒分離手段2
a,2bおよび仕切り板3aを貫通するように設けた貫通孔12
によって５ターンのコイルを形成している。
a,2bおよび仕切り板3aを貫通するように設けた貫通孔12
によって５ターンのコイルを形成している。
第１図に示す磁性部品を銅蒸気レーザを想定した第４
図に示す回路の可飽和リアクトル26に使用して磁心表面
の温度変化を熱電対により測定した。
図に示す回路の可飽和リアクトル26に使用して磁心表面
の温度変化を熱電対により測定した。
第４図に示す回路は高電圧をサイラトロン22でスイッ
チングするものである。
チングするものである。
また、コイル27はサイラトロン22による急激な電流変
化を押さえるものである。
化を押さえるものである。
冷媒として粘度5mm2/Sのシリコンオイルを用い、流量
10l/minで導入口10の冷媒温度は20℃に設定した。
10l/minで導入口10の冷媒温度は20℃に設定した。
また、回路の条件は入力電圧Vi＝17kV、繰り返し周波
数5kHz、動作時間60分であり、コンデンサ23,24はそれ
ぞれ6nF,コンデンサ25は2.7nF、負荷28は１Ωの抵抗で
ある。
数5kHz、動作時間60分であり、コンデンサ23,24はそれ
ぞれ6nF,コンデンサ25は2.7nF、負荷28は１Ωの抵抗で
ある。
この結果、磁心表面温度がどの部分でも30℃を越えず
冷却十分に行われた。
冷却十分に行われた。
また、比較例として第１図に示す磁心部品の冷媒分離
板2a,2bを除き、さらに仕切り板3aの流路4bを反対側、
つまり第１図左側、に形成してそれぞれの磁心1a,1bの
それぞれの両端面を流れる冷媒の流れる向きが磁心ごと
に同じになるようにした場合も測定した。この場合他の
条件は実施例と同じである。
板2a,2bを除き、さらに仕切り板3aの流路4bを反対側、
つまり第１図左側、に形成してそれぞれの磁心1a,1bの
それぞれの両端面を流れる冷媒の流れる向きが磁心ごと
に同じになるようにした場合も測定した。この場合他の
条件は実施例と同じである。
比較例では磁心1aの下側の面で磁心表面温度が上昇
し、最高65℃にも達する個所が有った。これは、層間絶
縁に使用するポリエチレンテレフタレートの使用温度60
℃以下を上回っており、層間絶縁が破壊される危険があ
ることを示している。
し、最高65℃にも達する個所が有った。これは、層間絶
縁に使用するポリエチレンテレフタレートの使用温度60
℃以下を上回っており、層間絶縁が破壊される危険があ
ることを示している。
本実施例では磁心を二段使用した例を示したが第３図
のように一段の磁心の場合でも良好な冷却能力が得られ
る。この場合、冷媒14は第３図の矢印の向きに流れる。
のように一段の磁心の場合でも良好な冷却能力が得られ
る。この場合、冷媒14は第３図の矢印の向きに流れる。
また、第１図の仕切り板3a,3bはなるべく薄いものが
良い。また、これら仕切り板がなくても冷媒誘導板2bの
流路4cの位置を反対側、つまり第１図の右側にすること
により十分な冷却能力が得られる。
良い。また、これら仕切り板がなくても冷媒誘導板2bの
流路4cの位置を反対側、つまり第１図の右側にすること
により十分な冷却能力が得られる。
なお、仕切り板を付けることによる利点は磁心端面の
冷媒流速を上昇し、磁心からの熱拡散を促進することで
ある。
冷媒流速を上昇し、磁心からの熱拡散を促進することで
ある。
［発明の効果］ 本発明の構造を有する磁性部品を高電圧パルス発生装
置の可飽和リアクトルとして使用することにより、磁心
の発熱による磁気特性の劣化を防止でき、安定した回路
を構成することができる。また、磁心を十分に冷却でき
ることから、磁心の層間絶縁材としてポリイミド等の耐
熱性に優れた高価な材料を使用しなくても、ポリエチレ
ンテレフタレートの様な安価な材料が使用でき経済的に
も有効である。
置の可飽和リアクトルとして使用することにより、磁心
の発熱による磁気特性の劣化を防止でき、安定した回路
を構成することができる。また、磁心を十分に冷却でき
ることから、磁心の層間絶縁材としてポリイミド等の耐
熱性に優れた高価な材料を使用しなくても、ポリエチレ
ンテレフタレートの様な安価な材料が使用でき経済的に
も有効である。
第１図は本発明の一実施例を示した断面図、第２図は第
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の別の実施例を示
した図、第４図は本発明の評価に用いた回路の構成図、
第５図は高電圧パルス発生装置の概略を示す説明図であ
る。 1a,1b:磁心、2a、2b:冷媒分離板、3a,3b:仕切り板、4a,
4b,4c,4d:冷媒流路、10:冷媒導入口、11:冷媒排出口、1
4:冷媒、15:レーザ放電電極 16,17,18,23,24,25:コンデンサ、19,20,21,26:可飽和リ
アクトル、22:サイラトロン、28:負荷、29:巻線
１図のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の別の実施例を示
した図、第４図は本発明の評価に用いた回路の構成図、
第５図は高電圧パルス発生装置の概略を示す説明図であ
る。 1a,1b:磁心、2a、2b:冷媒分離板、3a,3b:仕切り板、4a,
4b,4c,4d:冷媒流路、10:冷媒導入口、11:冷媒排出口、1
4:冷媒、15:レーザ放電電極 16,17,18,23,24,25:コンデンサ、19,20,21,26:可飽和リ
アクトル、22:サイラトロン、28:負荷、29:巻線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−172222（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−195719（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−75722（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 31/00,27/10
Claims (1)
- 【請求項１】磁心を冷媒中に設置してなる高電圧パルス
発生用磁性部品において、前記磁心は絶縁フィルムを同
時に巻回して形成した巻磁心であり、かつ、前記高電圧
パルス発生用磁性部品に入力される高電圧パルスによっ
て、当該磁心の磁束密度は実質的に飽和領域まで動作さ
せられ、かつ、当該磁性部品は該磁心の両端面にある冷
媒を当該磁心の側面で分離するように設けた冷媒分離手
段と、該冷媒分離手段の一部に前記冷媒を磁心の両端面
でほぼ向流に流すための流路を有することを特徴とする
高電圧パルス発生用磁性部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289620A JP2778708B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 高電圧パルス発生用磁性部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63289620A JP2778708B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 高電圧パルス発生用磁性部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02135717A JPH02135717A (ja) | 1990-05-24 |
| JP2778708B2 true JP2778708B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=17745593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63289620A Expired - Lifetime JP2778708B2 (ja) | 1988-11-16 | 1988-11-16 | 高電圧パルス発生用磁性部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778708B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101220110B1 (ko) * | 2011-09-21 | 2013-01-14 | 국방과학연구소 | 비정질 마그네틱 코어를 이용한 고출력 펄스 전압 발생 장치 및 비정질 마그네틱 코어의 제조 방법 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55152218A (en) * | 1979-05-16 | 1980-11-27 | Nippon Green Service:Kk | Construction of inclination |
| JPS59172222A (ja) * | 1983-03-18 | 1984-09-28 | Toshiba Corp | スプリツト巻線変圧器 |
| JPS59195719U (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-26 | 三菱電機株式会社 | 電磁コイル |
-
1988
- 1988-11-16 JP JP63289620A patent/JP2778708B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101220110B1 (ko) * | 2011-09-21 | 2013-01-14 | 국방과학연구소 | 비정질 마그네틱 코어를 이용한 고출력 펄스 전압 발생 장치 및 비정질 마그네틱 코어의 제조 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02135717A (ja) | 1990-05-24 |
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