JP6566351B2 - Laminated iron core and stationary electromagnetic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、積層鉄心および静止電磁機器に関する。 The present invention relates to a laminated iron core and a stationary electromagnetic device.
本技術分野の背景技術として、下記特許文献1の要約書には、「鋼板の突き合わせ位置が、板の一定枚数毎に交互になっている鉄芯接合部において、突き合わせ位置が同じである鋼板群を1つのグループと見なす。そのグループの突き合わせ面を結んでできる仮想平面がもう一方の鋼板グループと交差する位置において鋼板のその部分に歪みを導入するか、あるいはその部分の鋼板の板厚を減少させる」と記載されている。また、下記特許文献2の特許請求の範囲には、「磁路の途中に空隙部を有する静止誘導電気機器鉄心において、少なくとも前記空隙部の周囲を反磁性材料で覆ったことを特徴とする」と記載されている。
As a background art of this technical field, the abstract of the following
特許文献1,2の技術は、何れも薄板状磁性材料を衝合(突き合わせ)しつつ積層することによって積層鉄心を構成している。ここで、衝合箇所に形成されるギャップは磁気抵抗が大きいため、各磁性材料を流れる磁束は、ギャップ部分では、最隣接の磁性材料内を迂回するように流れる。衝合位置を一層毎に交互にずらしたと仮定し、積層鉄心の表面以外に配置された磁性材料に着目すると、「最隣接の磁性材料」とはギャップを挟んで対向する2面の磁性材料である。一方、積層鉄心の表面に配置された磁性材料に着目すると、「最隣接の磁性材料」とは、ギャップの内側に隣接する1面の磁性材料になる。すると、表面に配置された磁性材料のギャップ部分では、この「内側に隣接する1面の磁性材料」に集中して磁束が流れ、鉄損が大きくなるという問題があった。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、鉄損を抑制できる積層鉄心および静止電磁機器を提供することを目的とする。
In the techniques of
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, and aims at providing the laminated iron core and stationary electromagnetic device which can suppress an iron loss.
上記課題を解決するため本発明の積層鉄心にあっては、複数の薄板状磁性材料の厚さ方向の面を衝合して単一層を形成し、複数の前記単一層を積層して構成され、前記各単一層における衝合箇所を、一または複数の前記単一層毎に変更してなる積層鉄心本体と、前記積層鉄心の表面に配置された前記単一層における前記衝合箇所に、当該衝合箇所を覆うように固着されたパッチ状磁性材料とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the laminated core of the present invention is formed by laminating a plurality of thin plate-like magnetic materials in the thickness direction to form a single layer and laminating the plurality of single layers. The abutting location in each single layer is changed to one or a plurality of the monolithic laminated core body, and the abutting location in the single layer disposed on the surface of the laminated core And a patch-like magnetic material fixed so as to cover the joint.
本発明の積層鉄心および静止電磁機器によれば、鉄損を抑制できる。 According to the laminated core and the stationary electromagnetic device of the present invention, iron loss can be suppressed.
[第1実施形態]
(実施形態の構成)
まず、本発明の第1実施形態による三相三脚鉄心である積層鉄心の構成を説明する。図1(a)は本実施形態による積層鉄心の斜視図であり、図1(b)は、そのI−I’断面図である。
図1(a)において薄板状磁性材料1は、略台形状、略不等辺四辺形状、略五角形状等、様々な形に磁性材料(本実施形態においては電磁鋼板)を切り出してなるものであり、これらの薄板状磁性材料1(以下、単に磁性材料1という)を上下、左右方向の成す平面上に配列し、厚さ方向の面を相互に衝合することにより、積層鉄心の一層(以下、単一層という)が構成される。但し、衝合した磁性材料同士を完全に隙間なく密着させることは困難であるため、衝合箇所には、ある程度の幅を有するギャップが形成される。
[First Embodiment]
(Configuration of the embodiment)
First, the structure of the laminated iron core which is the three-phase tripod iron core by 1st Embodiment of this invention is demonstrated. Fig.1 (a) is a perspective view of the laminated iron core by this embodiment, FIG.1 (b) is the II 'sectional drawing.
In FIG. 1A, a thin plate-like
また、図1(b)においては、最前層から6層目までの磁性材料1の断面形状を示し、これら磁性材料1には、最前層から順に1a,1b,…,1fの符号を付す。また、これら磁性材料の衝合箇所に形成されるギャップを符号5a,5b,5cによって示す。図示のように、N(本実施形態ではN=2)層毎に衝合箇所を変えながら、磁性材料1a〜1fを積層してゆくことによって、積層鉄心本体10が構成される。また、これらギャップ5a,5b,5cが形成されている部分を総称して「ステップラップ接合箇所3」と呼ぶ。従って、図示のように、ステップラップ接合箇所3は、ある程度の幅を有している。
1B shows the cross-sectional shape of the
図1(a)に戻り、積層鉄心本体10は、U相,V相,W相の磁脚部10U,10V,10Wと、これら磁脚部と交差しつつ、これら磁脚部を上下端において相互に結合する継鉄部10Yとを有している。また、積層鉄心の最前層においては、磁性材料1のギャップの前面を覆うように、パッチ状磁性材料20〜27が固着されている。そして、図示せぬ最後層の磁性材料1には、ギャップの後面を覆うように、パッチ状磁性材料20〜27と同様に形成されたパッチ状磁性材料が固着されている。パッチ状磁性材料20〜27は、磁性材料1と同一の材料を矩形状に切り出してなるものである。
Returning to FIG. 1A, the laminated
図1(b)において、積層した磁性材料内の磁束を模式的に矢印によって示すと、図中の磁束4a〜4fのようになる。ギャップ5a,5b,5cは、主として空気によって構成されるため、透磁率が磁性材料に比べて小さく、磁気抵抗が大きくなる。そのため、ギャップ5a,5b,5c付近では、各磁性材料内を流れる磁束は隣接する他の磁性材料内へ迂回する。
In FIG. 1B, when the magnetic flux in the laminated magnetic material is schematically indicated by arrows,
積層鉄心の表面以外に配置された磁性材料1b,…,1eにおいてギャップ5a,5b,5cの箇所では、何れかの隣接する磁性材料1a,1b,…,1fが迂回先になる。例えば、磁性材料1bに着目すると、ギャップ5aの近傍では、磁性材料1bを流れていた磁束4bは磁性材料1cを介してギャップ5aを迂回し、再び磁性材料1bに戻る。一方、表面に配置された磁性材料1aにおいてギャップ5aの近傍では、磁束4aはパッチ状磁性材料20に迂回し、再び磁性材料1aに戻る。
In the
このように、ギャップ5aの近傍では、磁束4a,4bが磁性材料1a,1bの厚さ方向に流れるため、当該箇所には大きな渦電流が発生し、これによってジュール損が増加する。このように、ギャップ5aの近傍ではジュール損の増加は避けられないが、本実施形態においては、磁性材料1aを流れる磁束4aがパッチ状磁性材料20に迂回するので、ジュール損の増加はさほど大きくはならない。この点は、他のパッチ状磁性材料21〜27についても同様である。
As described above, since the
本実施形態の積層鉄心は、種々の静止電磁機器に適用することができる。例えば、磁脚部10U,10V,10WにU相,V相,W相の一次側、二次側巻線を巻回すると、三相変圧器が構成される。また、磁脚部10U,10V,10WにU相,V相,W相の各一系統の巻線のみを巻回すると、三相リアクトルが構成される。この点は後述する他の実施形態においても同様である。
The laminated iron core of this embodiment can be applied to various stationary electromagnetic devices. For example, a three-phase transformer is configured by winding U-phase, V-phase, and W-phase primary and secondary windings around the
(比較例1)
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例1の積層鉄心の構成を説明する。図2(a)は比較例1による積層鉄心の斜視図であり、図2(b)は、そのI−I’断面図である。なお、図2(a),(b)において図1(a),(b)の各部に対応する部分には同一の符号を付す。図2(a),(b)によれば、比較例1の積層鉄心は、第1実施形態のものと同様の積層鉄心本体10を有するが、パッチ状磁性材料20〜27を有しない点で第1実施形態の積層鉄心とは異なっている。
(Comparative Example 1)
Next, in order to clarify the effect of this embodiment, the structure of the laminated iron core of the comparative example 1 is demonstrated. 2A is a perspective view of a laminated iron core according to Comparative Example 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line II ′. 2 (a) and 2 (b), the same reference numerals are given to portions corresponding to the respective portions in FIGS. 1 (a) and 1 (b). 2A and 2B, the laminated core of Comparative Example 1 has the same
図2(b)において最前層の磁性材料1aには磁束4aが流れている。磁性材料1aにおいてギャップ5aの近傍では、外部の空気領域よりも、磁性材料1b,1cを迂回するほうが磁気抵抗は小さい。このため、磁束4aは磁性材料1aから磁性材料1bを介して磁性材料1cに迂回し、さらに磁性材料1bを介して磁性材料1aに戻る。従って、磁束4aは、磁性材料1a,1b,1cの厚さ方向を4回横切ることになるため、その都度大きな渦電流が発生し、ジュール損が増加する。
In FIG. 2B, a
さらに、ギャップ5aの近傍では、磁性材料1cには、厚さ方向に2系統の磁束4a,4bが流入する。これは、実際には、当該箇所において磁束密度が約2倍になるということである。一般に、薄板状磁性材料内を磁束が垂直に鎖交することにより発生する渦電流損失は、磁束密度の二乗に比例する。これにより、1系統の磁束のみが流入する場合と比較すると、ジュール損は約4倍になる。
Further, in the vicinity of the
(実施形態の効果)
以上のように、本実施形態によれば、磁性材料1aを流れる磁束4aをパッチ状磁性材料20〜27に迂回させることができるので、比較例1と比較すると、磁束4aが磁性材料を横切る回数を低減させることができるとともに、ギャップ5aの近傍で磁性材料1cに流れ込む磁束も低減させることができる。これにより、特に磁束4aに起因するジュール損を、比較例1よりも低減することができ、これによって積層鉄心全体の磁気損失も低減することができる。
(Effect of embodiment)
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施形態においては、パッチ状磁性材料20〜27として、薄板状磁性材料1と同一の材料を用いたので、ロール状の原材料から磁性材料1を切り出した後の端切れ材を用いてパッチ状磁性材料20〜27を製造することができる。これにより、原材料費の増加を招くことなく、ジュール損を低減させることができる。また、磁性材料1およびパッチ状磁性材料20〜27として電磁鋼板を適用したので、比較的硬く脆いアモルファス材よりも、パッチ状磁性材料20〜27を切り出す際の作業性を高めることができる。但し、磁性材料1またはパッチ状磁性材料20〜27として、電磁鋼板に代えてアモルファス材を適用してもよいことは勿論である。
Moreover, in this embodiment, since the same material as the thin plate-like
さらに、本実施形態においては、パッチ状磁性材料20〜27は全て継鉄部10Yに固着されており、継鉄部10Yに交差していない部分の磁脚部10U,10V,10Wには、パッチ状磁性材料20〜27は固着されていない。従って、磁脚部10U,10V,10Wに巻線を巻回する際に、パッチ状磁性材料20〜27が挟まることはなく、磁脚部10U,10V,10Wと巻線との密着度を高めることができる。
Furthermore, in this embodiment, all the patch-like
さらに、本実施形態においては、磁性材料1の衝合箇所に形成されるギャップは直線状であり、パッチ状磁性材料20〜27は、ギャップに沿った長辺と、ギャップの幅よりも大きい短辺とを有する略矩形状に形成されている。従って、充分に長い磁性材料を先に切り出しておき、これを適宜切断しつつ積層鉄心本体10に固着してゆくことによってパッチ状磁性材料20〜27を構成できる。これにより、最初からパッチ状磁性材料20〜27の寸法を定めて切り出す必要がなくなり、作業性を向上させることができる。
Furthermore, in the present embodiment, the gap formed at the abutting portion of the
一方、パッチ状磁性材料20〜27を略矩形状に形成したことにより、磁性材料1のギャップのうち、パッチ状磁性材料20〜27によって覆われない部分が生じる。例えば、図1(a)に示すパッチ状磁性材料24に着目すると、パッチ状磁性材料24の右上および左下部分において、パッチ状磁性材料24によって覆われていない部分のギャップが若干生じている。しかし、パッチ状磁性材料20〜27によって覆われていないギャップは、積層鉄心本体10の周縁部にあり、当該部分の磁束密度は低くなるため、その影響は比較的小さい。
On the other hand, by forming the patch-like
[第2実施形態]
(実施形態の構成)
次に、本発明の第2実施形態の積層鉄心構成について説明する。本実施形態の積層鉄心の全体の外観は、第1実施形態のもの(図1(a))と同様である。但し、本実施形態においては、図1(a)におけるI−I’断面図は、図3に示すようになる。なお、図3において図1、図2の各部に対応する部分には同一の符号を付す。
[Second Embodiment]
(Configuration of the embodiment)
Next, the laminated iron core structure of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The overall appearance of the laminated core of the present embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1A). However, in this embodiment, the II ′ cross-sectional view in FIG. 1A is as shown in FIG. In FIG. 3, parts corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
図3においては、最前層から6層目までの磁性材料1a〜1fの断面形状を示す。これら磁性材料1a〜1fは、衝合箇所を1層毎に交互に変えながら積層され、1枚ステップラップ接合を構成している。そして、各衝合箇所には、ギャップ5a〜5fが形成される。また、最前層の磁性材料1aに対しては、ギャップ5aの前面を覆うように、パッチ状磁性材料20が固着されている。積層した磁性材料内の磁束を、模式的に矢印によって示すと、図中の磁束4a〜4fのようになる。ギャップ5a〜5fは磁気抵抗が大きくなるため、各磁性材料内を流れる磁束は分岐し、隣接する他の磁性材料内へ迂回する。例えば、磁性材料1aを流れる磁束4aは、ギャップ5aの近傍で分岐し、パッチ状磁性材料20および磁性材料1bを介して迂回した後、磁性材料1aに戻る。分岐した磁束の大きさは、元の磁束の約1/2になる。
FIG. 3 shows the cross-sectional shapes of the
(比較例2)
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例2の積層鉄心の構成を説明する。比較例2の積層鉄心の全体の外観は、比較例1のもの(図2(a))と同様である。但し、比較例2においては、図2(a)におけるI−I’断面図は、図4に示すようになる。なお、図4において図1〜図3の各部に対応する部分には同一の符号を付す。比較例2の積層鉄心は、積層鉄心本体10を有するが、パッチ状磁性材料20〜27を有しない点で第2実施形態の積層鉄心とは異なっている。
(Comparative Example 2)
Next, in order to clarify the effect of this embodiment, the structure of the laminated iron core of the comparative example 2 is demonstrated. The overall appearance of the laminated core of Comparative Example 2 is the same as that of Comparative Example 1 (FIG. 2 (a)). However, in Comparative Example 2, the sectional view taken along the line II ′ in FIG. 2A is as shown in FIG. In FIG. 4, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals. The laminated core of Comparative Example 2 has the
図4において、最前層の磁性材料1a内を流れる磁束4aは、ギャップ5aの近傍では、上方の空気領域を迂回するよりも磁気抵抗が小さいことから、その全てが表面から2層目の磁性材料1bに迂回して流れる。従って、他層の磁性材料と比較すると、約2倍の磁束が磁性材料1aから磁性材料1bに向かって、厚さ方向に流入する。これは、実際には、当該箇所において磁束密度が約2倍になるということである。これにより、磁性材料1bにおいて、大きな渦電流損失が発生する。
In FIG. 4, the
(実施形態の効果)
上述したように、薄板状磁性材料内を磁束が垂直に鎖交することにより発生する渦電流損失は、磁束密度の二乗に比例する。比較例2における磁束4aはその全てが磁性材料1bに鎖交するのに対し、第2実施形態では磁束4aが2つに分岐し、元々の約1/2の磁束がそれぞれ磁性材料1bおよびパッチ状磁性材料20と鎖交する。磁束4aの元々の磁束密度をBとすると、磁束4aに起因して発生する渦電流損失の、比較例2と本実施形態との比率は、B2:B2/2=2:1になる。すなわち、本実施形態においては、磁束4aに起因して生じる渦電流損失を、比較例2の約1/2に低減することができる。本実施形態の他の効果は、第1実施形態のものと同様である。
(Effect of embodiment)
As described above, the eddy current loss generated when the magnetic flux vertically links in the thin plate magnetic material is proportional to the square of the magnetic flux density. The
[第3実施形態]
(実施形態の構成)
次に、本発明の第3実施形態の積層鉄心構成について説明する。本実施形態の積層鉄心の全体の外観は、第1実施形態のもの(図1(a))と同様である。但し、本実施形態においては、図1(a)におけるI−I’断面図は、図5に示すようになる。なお、図5において図1〜図4の各部に対応する部分には同一の符号を付す。
[Third Embodiment]
(Configuration of the embodiment)
Next, the laminated iron core configuration of the third embodiment of the present invention will be described. The overall appearance of the laminated core of the present embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1A). However, in this embodiment, the II ′ cross-sectional view in FIG. 1A is as shown in FIG. In FIG. 5, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals.
図5においては、最前層から6層目までの磁性材料1a〜1fの断面形状を示す。これら磁性材料1a〜1fは、衝合箇所を3層毎に交互に変えながら積層され、3枚ステップラップ接合を構成している。そして、各衝合箇所には、ギャップ5a,5bが形成される。また、最前層の磁性材料1aに対しては、ギャップ5aの前面を覆うように、パッチ状磁性材料20が固着されている。積層した磁性材料内の磁束を、模式的に矢印によって示すと、図中の磁束4a〜4fのようになる。ギャップ5a〜5fは磁気抵抗が大きくなるため、各磁性材料内を流れる磁束は他の磁性材料内へ迂回する。その際、磁束の分岐が伴う場合もある。
FIG. 5 shows the cross-sectional shapes of the
例えば、磁性材料1aを流れる磁束4aは、その全てがパッチ状磁性材料20を介して迂回する。また、磁性材料1cを流れる磁束4cは、その全てが磁性材料1dを介して迂回する。一方、磁性材料1bを流れる磁束4bは、その約1/2が磁性材料1aを介してパッチ状磁性材料20に迂回して流れ、残りの約1/2が磁性材料1cを介して磁性材料1dに迂回して流れる。
For example, all of the
(比較例3)
次に、本実施形態の効果を明らかにするため、比較例3の積層鉄心の構成を説明する。比較例3の積層鉄心の全体の外観は、比較例1のもの(図2(a))と同様である。但し、比較例3においては、図2(a)におけるI−I’断面図は、図6に示すようになる。なお、図6において図1〜図5の各部に対応する部分には同一の符号を付す。比較例3の積層鉄心は、積層鉄心本体10を有するが、パッチ状磁性材料20〜27を有しない点で第3実施形態の積層鉄心とは異なっている。
(Comparative Example 3)
Next, in order to clarify the effect of this embodiment, the structure of the laminated iron core of the comparative example 3 is demonstrated. The overall appearance of the laminated core of Comparative Example 3 is the same as that of Comparative Example 1 (FIG. 2 (a)). However, in Comparative Example 3, a cross-sectional view taken along the line II ′ in FIG. 2A is as shown in FIG. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals. The laminated iron core of Comparative Example 3 has the laminated
図6において、最前層の磁性材料1a内を流れる磁束4aは、上方の空気領域を迂回するよりも磁気抵抗が小さいことから、その全てが磁性材料1b,1cを介して4層目の磁性材料1dに迂回して流れる。同様の理由により、磁性材料1b内を流れる磁束4bは、その全てが磁性材料1cを介して磁性材料1dに迂回して流れる。ここで、ギャップ5aの近傍にて磁性材料1a,1b,1cから磁性材料1dに向かって厚さ方向に流入する磁束について検討すると、比較例3における磁束は、第3実施形態における磁束の約2倍になる。これは、実際には、当該箇所において磁束密度が約2倍になるということである。これにより、磁性材料1d等において、大きな渦電流損失が発生する。
In FIG. 6, since the
(実施形態の効果)
上述したように、磁性材料の厚さ方向に流入する磁束による渦電流損失は、磁束密度の二乗に比例する。従って、本実施形態においては、磁束4a,4b,4cに起因して生じる渦電流損失を、比較例3の約1/2に低減することができる。本実施形態の他の効果は、第1,第2実施形態のものと同様である。
(Effect of embodiment)
As described above, the eddy current loss due to the magnetic flux flowing in the thickness direction of the magnetic material is proportional to the square of the magnetic flux density. Therefore, in this embodiment, the eddy current loss caused by the
[第4実施形態]
次に、図7を参照し、本発明の第4実施形態の積層鉄心の構成について説明する。なお、図7は本実施形態による積層鉄心の斜視図であり、図1〜図6の各部に対応する部分には同一の符号を付す。本実施形態の積層鉄心のうち、積層鉄心本体10は第1実施形態のもの(図1(a))と同様である。但し、第1実施形態のパッチ状磁性材料20〜27に代えて、積層鉄心本体10の四隅の角部領域、および2箇所のT字型接続領域のそれぞれに、これらの領域全体を覆う大きさの略矩形状のパッチ状磁性材料30〜35が固着されている。
[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 7, the structure of the laminated iron core of 4th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 7 is a perspective view of the laminated iron core according to the present embodiment, and portions corresponding to the respective portions in FIGS. Of the laminated cores of the present embodiment, the
本実施形態においても、パッチ状磁性材料30〜35は、磁性材料1と同一の材料を矩形状に切り出してなるものである。また、積層鉄心の図示せぬ最後層にも、同様の領域を覆うように、パッチ状磁性材料30〜35と同様に形成されたパッチ状磁性材料が固着されている。特に、T字型接続領域におけるパッチ状磁性材料31,34に着目すると、それぞれ一枚のパッチ状磁性材料によって、2箇所のギャップが覆われていることが解る。
Also in this embodiment, the patch-like
このように、本実施形態においては、複数のギャップが存在する領域を1枚のパッチ状磁性材料で覆うことができるため、第1実施形態と比較すると、パッチ状磁性材料の数を少なくすることができる(8枚から6枚に減少している)。これにより、パッチ状磁性材料30〜35を固着する工数を削減することができる。本実施形態の他の効果は、ステップラップ接合の枚数にかかわらず、第1〜第3実施形態のものと同様である。 Thus, in this embodiment, since the area | region where a some gap exists can be covered with one patch-like magnetic material, compared with 1st Embodiment, reducing the number of patch-like magnetic materials. (Reduced from 8 to 6). Thereby, the man-hour which adheres the patch-like magnetic materials 30-35 can be reduced. Other effects of the present embodiment are the same as those of the first to third embodiments regardless of the number of step lap joints.
[第5実施形態]
次に、図8を参照し、本発明の第5実施形態の積層鉄心構成について説明する。なお、図8は本実施形態による積層鉄心の斜視図であり、図1〜図7の各部に対応する部分には同一の符号を付す。本実施形態の積層鉄心は、額縁状単相積層鉄心であり、磁性材料1を衝合しつつ積層して構成された積層鉄心本体40を有している。積層鉄心本体40は、磁脚部40P,40Sと、これら磁脚部と交差しつつ、これら磁脚部を上下端において相互に結合する継鉄部40Yとを有し、略矩形枠状に形成されている。そして、何れの層においても、磁性材料1の4箇所の衝合箇所においてステップラップ接合が構成されている。
[Fifth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 8, the laminated core structure of 5th Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 8 is a perspective view of the laminated iron core according to the present embodiment, and parts corresponding to those in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals. The laminated iron core of the present embodiment is a frame-shaped single-phase laminated iron core, and has a
また、積層鉄心の最前層においては、磁性材料1の衝合箇所のギャップの前面を覆うように、パッチ状磁性材料50〜53が固着されている。そして、図示せぬ最後層の磁性材料1には、ギャップの後面を覆うように、パッチ状磁性材料50〜53と同様に形成されたパッチ状磁性材料が固着されている。第1実施形態と同様に、パッチ状磁性材料50〜53は、磁性材料1と同一の材料を矩形状に切り出してなるものである。
In the foremost layer of the laminated iron core, patch-like
本実施形態の積層鉄心は、種々の単相用の静止電磁機器に適用することができる。例えば、磁脚部40P,40Sに一次側、二次側巻線を巻回すると、単相変圧器が構成される。また、磁脚部40P,40Sの一方に一系統の巻線のみを巻回すると、単相リアクトルが構成される。
The laminated iron core of this embodiment can be applied to various single-phase stationary electromagnetic devices. For example, when the primary and secondary windings are wound around the
第1実施形態と同様に、本実施形態においても、パッチ状磁性材料50〜53は、全て継鉄部40Yに固着されており、継鉄部40Yに交差していない部分の磁脚部40P,40Sには、パッチ状磁性材料50〜53は固着されていない。従って、磁脚部40P,40Sに巻線を巻回する際に、パッチ状磁性材料50〜53が挟まることはなく、磁脚部40P,40Sと巻線との密着度を高めることができる。本実施形態の他の効果は、ステップラップ接合の枚数にかかわらず、第1〜第3実施形態のものと同様である。
Similarly to the first embodiment, in this embodiment, the patch-like
[変形例]
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について削除し、若しくは他の構成の追加・置換をすることが可能である。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。
[Modification]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. The above-described embodiments are illustrated for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment. Further, it is possible to delete a part of the configuration of each embodiment, or to add or replace another configuration. Examples of possible modifications to the above embodiment are as follows.
(1)上述した第1〜第3実施形態では、ステップラップ接合の枚数Nが「2」、「1」、「3」である場合の例について説明したが、枚数Nは「4」以上であってもよい。ここで枚数Nが偶数である場合と、奇数である場合とにおけるパッチ状磁性材料20等の機能について一般的に説明しておく。まず、枚数Nが偶数である場合、パッチ状磁性材料は、最表層(最前層および最後層)から第N/2層までの磁性材料1を流れる磁束を、該パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する。これは、同時に、第(1+N/2)層から第N層までの磁性材料1を流れる磁束を、第(N+1)層の磁性材料1に迂回させる機能を有するということでもある。
(1) In the first to third embodiments described above, the example in which the number N of step lap joints is “2”, “1”, “3” has been described, but the number N is “4” or more. There may be. Here, the functions of the patch-like
また、枚数Nが奇数である場合、パッチ状磁性材料は、最表層(最前層および最後層)から第(N−1)/2層までの磁性材料1を流れる磁束と、第(N+1)/2層の磁性材料1を流れる磁束の約1/2とを、該パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する。これは、同時に、第(N+1)/2層の磁性材料1を流れる残りの磁束(約1/2)と、第(N+3)/2層から第N層までの磁性材料1を流れる磁束を第(N+1)層の磁性材料1に迂回させる機能を有するということでもある。従って、何れの場合においても、パッチ状磁性材料を設けない場合と比較して、ジュール損を低減させることができる。
When the number N is an odd number, the patch-like magnetic material includes magnetic flux flowing through the
(2)上述した第1〜第3実施形態では、ステップラップ接合の枚数N毎に、磁性材料1の衝合箇所を交互に切り替えていた。しかし、本発明は、衝合箇所を交互に切り替えるものに限定されるわけではない。例えば、第1〜第3実施形態の何れかにおけるI−I’断面を図9に示すように変形してもよい。図9においては、磁性材料1a,1b,…,1fの衝合箇所をM段階(図示の例ではM=4)の階段状に、周期的に変化させている。これにより、ステップラップ接合箇所3の幅は長くなる。但し、パッチ状磁性材料20は、最前層の磁性材料1aに現れるギャップ5aを覆えばよいため、上述の各実施形態と同様のパッチ状磁性材料を適用することができる。
(2) In the first to third embodiments described above, the abutting locations of the
1,1a〜1f 薄板状磁性材料(磁性材料)
3 ステップラップ接合箇所
4a〜4f 磁束
5a〜5f ギャップ(衝合箇所)
10 積層鉄心本体
10Y 継鉄部
10U,10V,10W 磁脚部
20〜27 パッチ状磁性材料
30〜35 パッチ状磁性材料
40 積層鉄心本体
40Y 継鉄部
40P,40S 磁脚部
50〜53 パッチ状磁性材料
1,1a-1f Thin plate magnetic material (magnetic material)
3 Step lap
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記積層鉄心本体の表面に配置された前記単一層における前記衝合箇所に、当該衝合箇所を覆うように固着されたパッチ状磁性材料と
を有することを特徴とする積層鉄心。 A single layer is formed by abutting surfaces in the thickness direction of a plurality of thin plate-like magnetic materials, and a plurality of the single layers are laminated. A laminated core body that is changed for each single layer;
A laminated core comprising: a patch-like magnetic material fixed so as to cover the abutting location at the abutting location in the single layer disposed on the surface of the laminated core body.
前記パッチ状磁性材料は、前記衝合箇所に沿った長辺と、前記衝合箇所に形成されたギャップの幅よりも大きい短辺とを有する略矩形状に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The abutting portion is substantially linear,
The patch-like magnetic material is formed in a substantially rectangular shape having a long side along the abutting portion and a short side larger than a width of a gap formed in the abutting portion. The laminated iron core according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The laminated iron core according to claim 1, wherein the patch-like magnetic material is formed so as to cover a plurality of the abutting locations.
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The laminated iron core according to claim 1, wherein the patch-like magnetic material is made of the same material as the thin plate-like magnetic material.
前記パッチ状磁性材料は、最表層から第N/2層までの前記薄板状磁性材料を流れる磁束を前記パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The laminated core body is formed by changing the contact point in each single layer for each single layer of N layers (N is an even number),
2. The laminated iron core according to claim 1, wherein the patch-like magnetic material has a function of bypassing the magnetic flux flowing through the thin plate-like magnetic material from the outermost layer to the N / 2nd layer to the patch-like magnetic material. .
前記パッチ状磁性材料は、最表層から第(N−1)/2層までの前記薄板状磁性材料を流れていた磁束と、第(N+1)/2層の薄板状磁性材料を流れる磁束の約1/2とを前記パッチ状磁性材料に迂回させる機能を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The laminated core body is formed by changing the contact location in each single layer for each single layer of N layers (N is an odd number),
The patch-like magnetic material is approximately equal to the magnetic flux flowing through the thin-plate magnetic material from the outermost layer to the (N−1) / 2th layer and the magnetic flux flowing through the (N + 1) / 2-th thin magnetic material. The laminated iron core according to claim 1, having a function of bypassing 1/2 to the patch-like magnetic material.
前記パッチ状磁性材料は、前記継鉄部に固着され、前記継鉄部に交差していない部分の前記磁脚部には、前記パッチ状磁性材料は固着されていない
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The laminated core body includes three magnetic leg portions around which three-phase windings are wound, and a yoke that connects the three magnetic leg portions to each other while intersecting the three magnetic leg portions. And having a part,
The patch-like magnetic material is fixed to the yoke portion, and the patch-like magnetic material is not fixed to the magnetic leg portion of the portion that does not intersect the yoke portion. The laminated iron core according to 1.
前記パッチ状磁性材料は、前記継鉄部に固着され、前記継鉄部に交差していない部分の前記磁脚部には、前記パッチ状磁性材料は固着されていない
ことを特徴とする請求項1に記載の積層鉄心。 The laminated core body has two magnetic leg portions and a yoke portion that crosses the two magnetic leg portions and couples the two magnetic leg portions to each other, and has a substantially rectangular frame shape. Formed in the
The patch-like magnetic material is fixed to the yoke portion, and the patch-like magnetic material is not fixed to the magnetic leg portion of the portion that does not intersect the yoke portion. The laminated iron core according to 1.
ことを特徴とする請求項4に記載の積層鉄心。 The laminated iron core according to claim 4, wherein the thin plate-like magnetic material and the patch-like magnetic material are electromagnetic steel plates.
前記積層鉄心に巻回される巻線と
を有することを特徴とする静止電磁機器。 The laminated iron core according to claim 1,
A stationary electromagnetic device comprising: a winding wound around the laminated iron core.
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