JP6450717B2 - 鉄心部およびコイルを備えた三相リアクトル - Google Patents
鉄心部およびコイルを備えた三相リアクトル Download PDFInfo
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Description
また、従来技術(特許文献1、2)の三相リアクトルにおいては、ギャップの直近にコイルが配置されるため、ギャップから漏洩した磁束がコイル内に渦電流損を発生させ、コイルの損失を増加させるという問題がある。この問題を解決するために、ギャップからコイルを遠ざけた構造とする方法があるが、コアが大きくなったり、コイルの巻回径が大きくなるため、重量や費用が増加するというデメリットがある。
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番目または2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前記鉄心は複数の鉄心部分から構成されており、該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。
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。
5番目の発明によれば、1番目から4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。
6番目の発明によれば、5番目の発明において、前記複数の外周部鉄心部分のうちの互いに隣接する外周部鉄心部分の間には外周部鉄心部分ギャップが形成されている。
7番目の発明によれば、1番目から6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は、回転対称に配置されている。
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、前記三相リアクトルが、少なくとも三つの鉄心コイルからなる第一組と他の少なくとも三つの鉄心コイルからなる第二組とを含んでいるようにした。
9番目の発明によれば、8番目の発明において、前記三相リアクトルは、三つの鉄心コイルからなる組を三組以上有する。
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、前記三相リアクトルの前記ギャップには、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。
11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、前記三相リアクトル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。
12番目の発明によれば、外周部鉄心と、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た少なくとも三つの鉄心コイルとを具備し、前記少なくとも三つの鉄心コイルのそれぞれは、鉄心と該鉄心に巻回されたコイルとから構成されており、さらに、前記少なくとも三つの鉄心コイルの間に配置されたコイル間鉄心を具備し、前記少なくとも三つの鉄心コイルと前記コイル間鉄心との間には磁気的に連結可能なギャップが形成されている、三相リアクトルが提供される。
13番目の発明によれば、12番目の発明において、前記コイル間鉄心は鋭角をなす二つの面を有しており、該二つの面のそれぞれが前記ギャップを挟んで前記鉄心コイルに対向している。
14番目の発明によれば、12番目または13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三の倍数である。
15番目の発明によれば、12番目から14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は複数の鉄心部分から構成されており、該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。
16番目の発明によれば、12番目から15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。
17番目の発明によれば、12番目から16番目のいずれかの発明において、前記コイル間鉄心は複数のコイル間鉄心部分から構成されており、該複数のコイル間鉄心部分の間には磁気的に連結可能なコイル間鉄心部分ギャップが形成されている。
18番目の発明によれば、12番目から17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。
19番目の発明によれば、18番目の発明において、前記複数の外周部鉄心部分のうちの互いに隣接する外周部鉄心部分の間には外周部鉄心部分ギャップが形成されている。
20番目の発明によれば、12番目から19番目のいずれかの発明において、前記三つの鉄心コイルは回転対称に配置されている。
21番目の発明によれば、12番目から20番目のいずれかの発明において、前記三相リアクトルが、三つの鉄心コイルからなる第一組と他の三つの鉄心コイルからなる第二組とを含んでいる。
22番目の発明によれば、21番目の発明において、前記三相リアクトルは、三つの鉄心コイルからなる組を三組以上有する。
23番目の発明によれば、12番目から22番目のいずれかの発明において、前記三相リアクトルの前記ギャップには、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。
24番目の発明によれば、12番目から22番目のいずれかの発明において、前記三相リアクトル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。
25番目の発明によれば、1番目から24番目のいずれかの発明のリアクトルを具備したモータ駆動装置が提供される。
26番目の発明によれば、25番目の発明のモータ駆動装置を具備した機械が提供される。
27番目の発明によれば、1番目から24番目のいずれかの発明のリアクトルを具備したパワーコンディショナが提供される。
28番目の発明によれば、27番目の発明のパワーコンディショナを具備した機械または装置が提供される。
2番目の発明においては、鉄心コイルの数を3の倍数にしているので、1相に対して複数の鉄心コイルが存在することになる。そして、複数の鉄心コイルを互いに並列接続することにより、鉄心コイルのそれぞれのコイルの断面積を低減できる。また、複数の鉄心コイルを互いに直列接続することにより、鉄心コイルのそれぞれのコイルの巻数を低減できる。
3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。
4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。
5番目の発明においては、外周部鉄心を複数に分割しているので、外周部鉄心が大型である場合であっても、外周部鉄心を容易に製造できる。
6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。
7番目の発明においては、少なくとも三つの鉄心コイルの配置に起因するインダクタンスのアンバランスを最小とすることができる。
8番目の発明においては、一つのリアクトル内に、二つのリアクトルを含ませられるため、二つのリアクトルが必要な場合は設置スペースを少なくできる。また、これらリアクトルを互いに並列または直列に接続することにより、インダクタンス値を調整できる。
9番目の発明においては、一つのリアクトル内に三つ以上のリアクトルを含ませられるため、三つ以上のリアクトルが必要な場合は設置スペースを少なくできる。また、三つ以上のリアクトルを互いに並列または直列に接続することにより、インダクタンス値を調整できる。
10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。
11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。
12番目の発明においては、鉄心コイルとコイル間鉄心との間にギャップが形成されているので、コイル間鉄心が無い場合と比べて、1箇所当たりのギャップが狭い。そのため、漏洩する磁束が少ない。また、ギャップとコイル間の距離が離れているので、コイルを貫通する磁束は更に少なく、コイルに発生する渦電流が減るため、コイルに発生する渦電流損を低減できる。
13番目の発明においては、ギャップの面積が増えるので、ギャップの磁束密度が下がり漏洩する磁束が少なくなり、コイルを貫通する磁束が少なくなるため、コイルに発生する渦電流損をさらに抑えられる。
14番目の発明においては、鉄心コイルの数を3の倍数にしているので、1相に対して複数の鉄心コイルが存在することになる。そして、複数の鉄心コイルを互いに並列接続することにより、鉄心コイルのそれぞれのコイルの断面積を低減できる。また、複数の鉄心コイルを互いに直列接続することにより、鉄心コイルのそれぞれのコイルの巻数を低減できる。
15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。
16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。
17番目の発明においては、鉄心コイルの間のギャップとコイル間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さらに低減することができる。
18番目の発明においては、外周部鉄心を複数に分割しているので、外周部鉄心が大型である場合であっても、外周部鉄心を容易に製造できる。
19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。
20番目の発明においては、少なくとも三つの鉄心コイルの配置に起因するインダクタンスのアンバランスを最小とすることができる。
21番目の発明においては、一つのリアクトル内に、二つのリアクトルを含ませられるため、二つのリアクトルが必要な場合は設置スペースを少なくできる。また、これらリアクトルを互いに並列または直列に接続することにより、インダクタンス値を調整できる。
22番目の発明においては、一つのリアクトル内に三つ以上のリアクトルを含ませられるため、三つ以上のリアクトルが必要な場合は設置スペースを少なくできる。また、三つ以上のリアクトルを互いに並列または直列に接続することにより、インダクタンス値を調整できる。
23番目の発明においては、ギャップに接する鉄心およびコイル間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。
24番目の発明においては、鉄心コイルと外周部鉄心とコイル間鉄心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やコイル間鉄心から発生する騒音を低減することができる。
25番目から28番目の発明においては、リアクトルを含むモータ駆動装置およびそのようなモータ駆動装置を含む機械、ならびにリアクトルを含むパワーコンディショナおよびそのようなパワーコンディショナを含む機械または装置を容易に提供できる。
図1Aは本発明の第一の実施形態に基づく三相リアクトルの頂面図である。さらに、図1Bは図1Aに示される三相リアクトルの断面図であり、図1Cは図1Aに示される三相リアクトルの斜視図である。
20 外周部鉄心
21〜23、24〜26 外周部鉄心部分
21a〜21c 外周部鉄心部分ギャップ
31〜36 鉄心コイル
41〜46、41'〜43' 鉄心
41a〜43a 第一鉄心部分
41b〜43b 第二鉄心部分
51〜56 コイル
51a〜53a 第一コイル
51b〜53b 第二コイル
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、81〜86 コイル間鉄心
81a〜81c、82a〜82c、83a〜83c コイル間鉄心部分
101〜103 ギャップ
111〜113 鉄心部分ギャップ
121〜123 外周部鉄心ギャップ
131〜133 コイル間鉄心部分ギャップ
Claims (36)
- 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、該内面に結合された少なくとも三つの鉄心コイル(31〜33)と、を具備し、
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コイル(51〜53)とから構成されており、
前記少なくとも三つの鉄心コイルのうちの一つの鉄心コイルと該一つの鉄心コイルに隣接する鉄心コイルとの間には磁気的に連結可能なギャップ(101〜103)が形成されており、
前記鉄心のそれぞれは前記外周部鉄心の半径方向にのみ延びており、
互いに隣接する二つの前記鉄心の半径方向内側端部は単一の前記ギャップを介して磁気的に連結されている、三相リアクトル。 - 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に記載の三相リアクトル。
- 前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心は複数の鉄心部分(41a〜43a、41b〜43b)から構成されており、
該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(111〜113)が形成されている、請求項1または2に記載の三相リアクトル。 - 前記コイルは、前記複数の鉄心部分に巻回された複数のコイル(51a〜53a、51b〜53b)を含む、請求項3に記載の三相リアクトル。
- 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(121〜123)が形成されている請求項1から4のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記外周部鉄心は複数の外周部鉄心部分(21〜23)から構成されている、請求項1から5のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記複数の外周部鉄心部分のうちの互いに隣接する外周部鉄心部分の間には外周部鉄心部分ギャップ(61〜63)が形成されている請求項6に記載の三相リアクトル。
- 前記少なくとも三つの鉄心コイルは、回転対称に配置されている請求項1から7のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトルが、少なくとも三つの鉄心コイルからなる第一組(31、33、35)と他の少なくとも三つの鉄心コイルからなる第二組(32、34、36)とを含んでいる請求項1から8のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトルは、三つの鉄心コイルからなる組を三組以上有する、請求項9に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトルの前記ギャップには、非磁性材料であるギャップ材または絶縁紙または樹脂(71)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10のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトル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(72)が充填されている請求項1から10のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記外周部鉄心は少なくとも三つの外周部鉄心部分より構成されており、
前記外周部鉄心部分の内面の一部分は前記鉄心の側面に部分的に平行であり、
前記コイルは前記外周部鉄心部分の前記内面の一部分と前記鉄心の側面との間に形成された空間に配置されており、
前記一つの鉄心と前記他の鉄心との間の前記ギャップのギャップ長は前記空間の幅よりも短いようにした、請求項1から12のうちいずれか一項に記載の三相リアクトル。 - 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た少なくとも三つの鉄心コイル(31〜33)とを具備し、
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コイル(51〜53)とから構成されており、
前記鉄心は前記外周部鉄心の半径方向にのみ延びており、
さらに、前記少なくとも三つの鉄心コイルの間に配置された少なくとも一つのコイル間鉄心(80、81〜83)を具備し、
前記少なくとも三つの鉄心コイルと前記コイル間鉄心との間には磁気的に連結可能なギャップ(101〜103)が形成されている、三相リアクトル。 - 前記コイル間鉄心の間に配置された追加のコイル間鉄心(84)をさらに含み、
該追加のコイル間鉄心と前記コイル間鉄心の間には、磁気的に連結可能なギャップが形成されている、請求項14に記載の三相リアクトル。 - 前記コイル間鉄心は鋭角をなす二つの面を有しており、該二つの面のそれぞれが前記ギャップを挟んで前記鉄心コイルに対向している、請求項14または15に記載の三相リアクトル。
- 前記少なくとも三つの鉄心コイルの数は三の倍数である請求項14から16のいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記少なくとも三つの鉄心コイルの前記鉄心は複数の鉄心部分から構成されており、
該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、請求項14から17のいずれか一項に記載の三相リアクトル。 - 前記コイルは、前記複数の鉄心部分に巻回された複数のコイル(51a〜53a、51b〜53b)を含む、請求項18に記載の三相リアクトル。
- 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請求項14から19のうちのいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記コイル間鉄心は複数のコイル間鉄心部分(81a〜81b、82a〜82b、83a〜83b)から構成されており、
該複数のコイル間鉄心部分の間には磁気的に連結可能なコイル間鉄心部分ギャップ(131〜133)が形成されている、請求項14から20のいずれか一項に記載の三相リアクトル。 - 前記外周部鉄心は複数の外周部鉄心部分(21〜23)から構成されている、請求項14から21のいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記複数の外周部鉄心部分のうちの互いに隣接する外周部鉄心部分の間には外周部鉄心部分ギャップ(21a〜21c)が形成されている請求項22に記載の三相リアクトル。
- 前記三つの鉄心コイルは回転対称に配置されている請求項14から23のいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトルが、三つの鉄心コイルからなる第一組と他の三つの鉄心コイルからなる第二組とを含んでいる請求項14から24のいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトルは、三つの鉄心コイルからなる組を三組以上有する、請求項25に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトル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14から26のいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記三相リアクトル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14から26のいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 前記外周部鉄心は少なくとも三つの外周部鉄心部分より構成されており、
前記外周部鉄心部分の内面の一部分は前記鉄心の側面に部分的に平行であり、
前記コイルは前記外周部鉄心部分の前記内面の一部分と前記鉄心の側面との間に形成された空間に配置されており、
前記一つの鉄心と前記他の鉄心との間の前記ギャップのギャップ長は前記空間の幅よりも短いようにした、請求項14から28のうちいずれか一項に記載の三相リアクトル。 - 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29のうちいずれか一項に記載の三相リアクトル。
- 少なくとも三つの外周部鉄心部分より構成される外周部鉄心と、
前記外周部鉄心の内側に配置された少なくとも三つの鉄心コイルと、を具備し、
前記少なくとも三つの鉄心コイルのそれぞれは、前記外周部鉄心部分のそれぞれに接するかまたは一体的に形成された鉄心と該鉄心に巻回されたコイルとから構成されており、
前記少なくとも三つの鉄心のうちの一つの鉄心と該一つの鉄心に隣接する他の鉄心との間には磁気的に連結可能なギャップが形成されており、
前記外周部鉄心部分の内面の一部分は前記鉄心の側面に部分的に平行であり、
前記コイルは前記外周部鉄心部分の前記内面の一部分と前記鉄心の側面との間に形成された空間に配置されており、
前記一つの鉄心と前記他の鉄心との間の前記ギャップのギャップ長は前記空間の幅よりも短いようにした、リアクトル。 - 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31に記載のリアクトル。
- 請求項1から32のうちのいずれか一項に記載のリアクトルを具備したモータ駆動装置。
- 請求項33に記載のモータ駆動装置を具備した機械。
- 請求項1から32のうちのいずれか一項に記載のリアクトルを具備したパワーコンディショナ。
- 請求項35に記載のパワーコンディショナを具備した機械または装置。
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