JP6444970B2 - 変圧器、三相リアクトル、モータ駆動装置、機械および整流装置 - Google Patents
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Description
(1)サイリスタの僅かなオンタイミングのずれや制御上のずれ、および変圧器を含む回路のインピーダンス特性の差などにより、直流成分の電流が発生する。この直流電流が直流側巻線に流れると、鉄心には直流偏磁が発生して鉄心は飽和する。その結果、励磁電流が増大し電力変換装置としての特性を悪化させると共に、変換器用変圧器における損失が増加し、振動騒音が大きくなる。直流偏磁の発生を完全に防止するのは困難である。従って、定格電流の1%程度の直流電流が流れたとしても、鉄心が飽和しないように適切なギャップを形成する必要がある。
(2)互いに直列に接続される交流側巻線の分担電圧を均一にして、電力変換装置としての動作を良好に維持する必要がある。このため、変換器用変圧器の各相間で励磁インピーダンスすなわち磁気抵抗を同一にする必要がある。鉄心にギャップを設けない場合には、鉄心の材質による磁気特性のバラツキや抜き板接合部の隙間の不揃などに起因して、磁気抵抗を同一にすることは困難である。これに対し、鉄心にギャップを設けた場合には、ギャップ長が等しくなるように製造管理することにより、励磁インピーダンスのバラツキを数%以内に抑えられる。
2番目の発明によれば、1番目の発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は3の倍数である。
3番目の発明によれば、1番目の発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は4以上の偶数である。
4番目の発明によれば、1番目から3番目のいずれかの発明において、前記鉄心は複数の鉄心部分から構成されている。
5番目の発明によれば、4番目の発明において、前記複数の鉄心部分の間には磁気的に連結可能な鉄心部分ギャップが形成されている。
6番目の発明によれば、1番目から5番目のいずれかの発明において、前記外周部鉄心は、複数の外周部鉄心部分から構成されている。
7番目の発明によれば、6番目の発明において、前記複数の外周部鉄心部分の間には磁気的に連結可能な外周部鉄心部分ギャップが形成されている。
8番目の発明によれば、1番目から7番目のいずれかの発明において、前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心と前記外周部鉄心との間には磁気的に連結可能な外周部鉄心ギャップが形成されている。
9番目の発明によれば、1番目から8番目のいずれかの発明において、前記変圧器の前記ギャップ、前記鉄心部分ギャップ、前記外周部鉄心部分ギャップ、ないし前記外周部鉄心ギャップには、非磁性材料であるギャップ材または絶縁紙または樹脂が挿入されているか、または充填されている。
10番目の発明によれば、1番目から9番目のいずれかの発明において、前記変圧器の前記外周部鉄心の内側には、非磁性材料であるギャップ材または絶縁材または樹脂が充填されている。
11番目の発明によれば、1番目から10番目のいずれかの変圧器を備えたモータ駆動装置が提供される。
12番目の発明によれば、11番目の発明のモータ駆動装置を備えた機械が提供される。
13番目の発明によれば、1番目から10番目のいずれかの変圧器を備えた整流装置が提供される。
14番目の発明によれば、13番目の発明の整流装置を備えた機械が提供される。
2番目の発明においては、変圧器を三相変圧器として使用できる。
3番目の発明においては、変圧器を単相変圧器として使用できる。
4番目の発明においては、コイルの取付が容易になり、変圧器の組立性を向上させられる。
5番目の発明においては、鉄心コイルの間のギャップと複数の鉄心部分の間の鉄心部分ギャップとの両方が形成されているので、1箇所あたりのギャップの寸法を小さくできる。そうすることで、ギャップから漏洩する磁束を少なくできるので、漏洩磁束によるコイル内の渦電流損を低減することができる。
6番目の発明においては、コイルの取付が容易になり、変圧器の組立性を向上させられる。このことは、特に大型の変圧器を作成するのに有利である。
7番目の発明においては、外周部鉄心部分ギャップを調整することにより、インダクタンスのアンバランスを容易に調整することができる。
8番目の発明においては、外周部鉄心と鉄心コイルとの間に外周部鉄心ギャップが形成されているので、鉄心コイルから発生する熱が外周部鉄心に伝達し難くなる。
9番目の発明においては、ギャップに接する鉄心の振動を抑制すると共に鉄心から発生する騒音を低減することができる。
10番目の発明においては、鉄心コイルと外周部鉄心との間の温度平衡を促進すると共に、鉄心コイルや外周部鉄心から発生する騒音を低減することができる。
11番目〜14番目の発明においては、変圧器を備えたモータ駆動装置、機械、および整流装置を容易に提供できる。
図1は本発明の第一の実施形態に基づく変圧器の斜視図である。さらに、図2Aは図1に示される変圧器の断面図である。図1に示されるように、変圧器5は、断面が六角形状の外周部鉄心20と、外周部鉄心20の内面に接するかまたは結合している少なくとも三つの鉄心コイル31〜33とを含んでいる。なお、外周部鉄心20が円形または他の多角形形状であってもよい。
20 外周部鉄心
21〜24 外周部鉄心部分
31〜36 鉄心コイル
41〜46 鉄心
41a〜44a 第一鉄心部分、先端側鉄心部分
41b〜44b 第二鉄心部分、基端側鉄心部分
41c〜44c 第三鉄心部分
41d〜44d 追加鉄心
41e、43e 幅広部
41p〜44p 突起
45、45' 追加鉄心
51〜56 コイル
61〜63 外周部鉄心部分ギャップ
71、72 非磁性体であるギャップ材または絶縁紙または絶縁材または樹脂
80 中心部鉄心
81〜84 延長部
101〜104 ギャップ
111a〜114a 第一鉄心部分ギャップ
111b〜114b 第二鉄心部分ギャップ
111c〜114c 外周部鉄心ギャップ
Claims (18)
- 外周部鉄心(20)と、
前記外周部鉄心の内面に接するか、または、該内面に結合され、前記外周部鉄心の半径方向にのみ延びる、少なくとも三つの鉄心コイル(31〜33)と、を含み、
前記少なくとも三つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心(41〜43)と該鉄心に巻回された一次コイルおよび二次コイルの少なくとも一方(51〜53)とを含んでおり、
前記少なくとも三つの鉄心のうちの互いに隣接する、前記一次コイルおよび二次コイルのうちの少なくとも一方が巻回されている二つの鉄心の半径方向内側端部のそれぞれは前記外周部鉄心の中心を含む単一のギャップを介して磁気的に連結されているか、
もしくは、互いに隣接する、前記一次コイルおよび二次コイルのうちの少なくとも一方が巻回されている前記少なくとも三つの鉄心の半径方向内側端部のそれぞれは、前記外周部鉄心の中心を含む中心部鉄心とギャップを介して磁気的に連結されている、変圧器(5)。 - 前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は3の倍数である請求項1に記載の変圧器。
- 前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は4以上の偶数である請求項1に記載の変圧器。
- 前記鉄心は複数の鉄心部分(41a〜43b)から構成されている、請求項1ないし3のうちのいずれか1項に記載の変圧器。
- 前記複数の鉄心部分の間には磁気的に連結可能な鉄心部分ギャップ(111a〜114b)が形成されている、請求項4に記載の変圧器。
- 前記外周部鉄心は、複数の外周部鉄心部分(21〜24)から構成されている、請求項1ないし5のうちのいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記複数の外周部鉄心部分の間には磁気的に連結可能な外周部鉄心部分ギャップ(61〜64)が形成されている、請求項6に記載の変圧器。
- 前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心と前記外周部鉄心との間には磁気的に連結可能な外周部鉄心ギャップ(111c〜114c)が形成されている請求項1から7のうちのいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記変圧器の前記ギャップには、非磁性材料であるギャップ材(71)または絶縁紙または樹脂が挿入されているか、または充填されている請求項1から8のうちのいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記変圧器の前記鉄心部分ギャップには、非磁性材料であるギャップ材(71)または絶縁紙または樹脂が挿入されているか、または充填されている請求項5に記載の変圧器。
- 前記変圧器の前記外周部鉄心部分ギャップには、非磁性材料であるギャップ材(71)または絶縁紙または樹脂が挿入されているか、または充填されている請求項7に記載の変圧器。
- 前記変圧器の前記外周部鉄心ギャップには、非磁性材料であるギャップ材(71)または絶縁紙または樹脂が挿入されているか、または充填されている請求項8に記載の変圧器。
- 前記変圧器の前記外周部鉄心の内側には、非磁性材料であるギャップ材(72)または絶縁材または樹脂が充填されている請求項1から12のうちのいずれか一項に記載の変圧器。
- 前記鉄心の半径方向内側端部は前記外周部鉄心の中心に向かって収斂している、請求項1から13のうちいずれか一項に記載の変圧器。
- 請求項1ないし14のうちのいずれか一項に記載の変圧器を備えたモータ駆動装置。
- 請求項15に記載のモータ駆動装置を備えた機械。
- 請求項1から14のうちのいずれか一項に記載の変圧器を備えた整流装置。
- 請求項17に記載の整流装置を備えた機械。
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