JP7328601B2

JP7328601B2 - リアクトルの温度上昇試験方法

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Description

本発明は、複数の周波数の電流が流入するリアクトルの温度上昇試験方法に関する。

リアクトルの性能を試験する方法として様々な方法がある。その中で、使用時におけるリアクトルの温度上昇について試験をする温度上昇試験方法が、非特許文献１に記載されている。非特許文献１には、基本波電流に高調波電流が重畳されて流入する場合を模擬する試験として、以下の（１）または（２）の条件の通電を行うことが規定されている。

ここで、許容電流種別Iの場合を例示する。（１）定格周波数の定格電流に、基本波電流比３５％の第５調波含有率の第５調波電流を重畳して連続的にリアクトルに通電する（以下、従来試験Ｘと称する）。（２）リアクトルの損失が、後述の合計損失と等価となる基本波電流を連続的にリアクトルに通電する（以下、従来試験Ｙと称する）。前記合計損失は、定格周波数の定格電流通電時のリアクトルの実測損失と、基本波電流比３５％の第５調波電流通電時のリアクトルの実測損失の和である。

日本産業標準調査会「ＪＩＳ高圧及び特別高圧進相コンデンサ並びに附属機器－第２部：直列リアクトル（ＪＩＳＣ４９０２－２：２０１０）」

従来試験Ｘは、実使用状態に即した通電の状態が模擬できるものの、試験用回路において、基本波電源と高調波電源との間で互いに電流が混入する問題がある。電流の混入を避けるための回路構成として、例えば、図４に示す回路を採用することが考えられる。しかし、図４に示す回路による試験は大がかりとなる問題がある。

従来試験Ｙは、リアクトルの損失に含まれる銅損と鉄損の周波数依存性を反映せずに、合計損失を基本波電流のみで供給する。そのため、基本波と高調波とが重畳された状態における銅損と鉄損が正しく模擬されない問題がある。

本発明の一態様は、簡易な試験回路で実使用状態に即したリアクトルの温度上昇試験を実現することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、所定の電流値の基本波電流通電時の銅損と、それぞれ所定の電流値の所定の次数の高調波電流通電時のそれぞれの銅損とに基づいて、目標銅損を算出するステップと、前記基本波電流通電時の鉄損と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損とに基づいて、目標鉄損を算出するステップと、前記目標銅損及び前記目標鉄損を与える電流の周波数及び電流値を、それぞれ試験周波数、試験電流値として算出するステップと、前記試験周波数、前記試験電流値を有する試験電流を前記リアクトルに通電し、前記リアクトルの所定箇所の温度が一定になるまで通ずるステップと、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、簡易な試験回路で実使用状態に即したリアクトルの温度上昇試験を実現することができる。

本発明の実施形態１に係る温度上昇試験方法の試験回路を示す回路図である。従来試験Ｘ、従来試験Ｙ、実施形態１及び実施形態２に係る温度上昇試験における通電時の各損失の例を比較して示す図表である。第３調波を含む歪波磁束のヒステリシス曲線の例を示す図である。従来試験Ｘを実施するための回路例を示す回路図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について詳細に説明する。進相コンデンサ用直列リアクトルや、いわゆる、フィルタ用リアクトルは、コンデンサと組み合わせて使用される。このように、コンデンサとリアクトルとを組み合わせて使用すると、リアクトルには基本波電流に加えて高調波電流も流れる。

本発明に係る温度上昇試験方法は、このように基本波電流に高調波電流が重畳される状態での温度上昇を模擬できるリアクトルの温度上昇試験方法である。また、リアクトルには、空芯式、磁気遮蔽空芯式、ギャップ付き鉄心式等、各種の方式がある。本発明に係る温度上昇試験方法は、主に電磁鋼板を使用して、巻線と鉄心で構成されるリアクトル（磁気遮蔽空芯式、ギャップ付き鉄心式）を対象としている。

＜試験回路１００の構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係る温度上昇試験方法の試験回路１００を示す回路図である。図１に示すように、試験回路１００は、周波数可変電源Ｅ１と、補償コンデンサＣ１と、供試リアクトルＬ１と、を備えている。試験回路１００は、供試リアクトルＬ１の温度上昇試験を行う回路である。

周波数可変電源Ｅ１は、周波数及び電流値が可変である。周波数可変電源Ｅ１は、後述する試験周波数ｆｅｘ及び試験電流値Ｉｅｘを有する試験電流を供試リアクトルＬ１に通電する。補償コンデンサＣ１は、供試リアクトルＬ１に必要な電流を通電するための周波数可変電源Ｅ１の電源容量を低減する。

＜温度上昇試験方法の流れ＞
実施形態１に係る温度上昇試験方法の流れについて、図１及び図２を参照しつつ以下に説明する。図２は、従来試験Ｘ、従来試験Ｙ、実施形態１及び実施形態２に係る温度上昇試験における通電時の各損失の例を比較して示す図表である。

周波数可変電源Ｅ１により、所定の第１電流値ｉ２１の基本波電流を供試リアクトルＬ１に通電し、基本波電流通電時の供試リアクトルＬ１の損失（合計損失ＷＴ２１）を測定する（ステップＳ１）。第１電流値ｉ２１は、例えば、供試リアクトルＬ１の定格電流値である。

また、第２電流値ｉ２２の高調波電流を供試リアクトルＬ１に通電し、高調波電流通電時の損失（合計損失ＷＴ２２）を測定する（ステップＳ２）。高調波電流は、例えば、基本波の第５調波であり、基本波電流比３５％の電流値を有するものとすることができる。

次に、第１電流値ｉ２１の基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１と、所定の第２電流値ｉ２２の高調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２とに基づいて、目標銅損Ｗｃｕｔを算出する（ステップＳ３）。より具体的には、目標銅損Ｗｃｕｔは、基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１と、高調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２の和として求められる。

基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１及び高調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２は、計算により予め求められる。具体的には、下記の式（１）を用いて求めることができる。

式（１）において、Ｗｃｕは銅損、Ｒｄｃは巻線の直流抵抗、Ｒｅは巻線の渦電流損に相当する交流抵抗係数、ｆは周波数、Ｉは電流値を示す。直流抵抗Ｒｄｃは供試リアクトルＬ１の実測値であり、交流抵抗係数Ｒｅは有限要素法を用いたシミュレーションにより求めることができる。

次に、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２とに基づいて、目標鉄損Ｗｆｅｔを算出する（ステップＳ４）。実施形態１においてより具体的には、目標鉄損Ｗｆｅｔは、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２の和として求められる。

ここで、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１は、基本波電流通電時の合計損失ＷＴ２１から基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１を差し引いて求められる。高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２は、高調波電流通電時の合計損失ＷＴ２２から高調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２を差し引いて求められる。

実施形態１では、上述したように、測定された各合計損失を計算により鉄損と銅損とに分離する。具体的には、測定された合計損失ＷＴ２１を銅損Ｗｃｕ２１と鉄損Ｗｆｅ２１とに分離し、測定された合計損失ＷＴ２２を銅損Ｗｃｕ２２と鉄損Ｗｆｅ２２とに分離する。なお、温度上昇試験の対象が変圧器の場合は、巻線が２組あるため他巻線を開放した無負荷時の損失を鉄損とし、他巻線短絡時の損失を銅損とすることができるが、リアクトルは、巻線が一組しかないため鉄損と銅損とを個別に測定できない。そのため、前記のように計算で鉄損と銅損とを分離する必要がある。

次に、目標銅損Ｗｃｕｔ及び目標鉄損Ｗｆｅｔを与える電流の周波数及び電流値を、それぞれ試験周波数ｆｅｘ、試験電流値Ｉｅｘとして算出する（ステップＳ５）。試験周波数ｆｅｘ、試験電流値Ｉｅｘは、下記の式（２）の連立方程式により算出できる。

式（２）において、Ｒｄｃは巻線の直流抵抗、Ｒｅは巻線の渦電流損に相当する交流抵抗係数であり、上述の通りこれらの値は既知である。Ｗｆｅは鉄損である。ｎはスタインメッツの定数（１．６程度）であり供試リアクトルＬ１を構成する材料により定まっている。Ｋｈはヒステリシス損失係数、Ｋｅは渦電流損失係数であり、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２とから、求められる係数である。よって式（２）中の未知数は、周波数と電流であり、この連立方程式を解くことにより求められ、それぞれ試験周波数ｆｅｘ、試験電流値Ｉｅｘとなる。

図２に示される実施形態１の事例において、連立方程式の解としての試験周波数ｆｅｘは、基本波周波数５０Ｈｚと第５調波周波数２５０Ｈｚの間の値を取り、例えば１３０Ｈｚ程度であるように算出される。

次に、試験周波数ｆｅｘ、試験電流値Ｉｅｘを有する試験電流を供試リアクトルＬ１に通電し、供試リアクトルＬ１の所定箇所の温度が一定になるまで通電する（ステップＳ６）。所定箇所の温度とは、例えば、供試リアクトルＬ１の巻線の温度である。また、鉄心の温度である。さらに供試リアクトルＬ１が、油入式リアクトルである場合には、所定箇所の温度は、絶縁油の温度であってもよい。以上のようにして、実施形態１に係る温度上昇試験が実施される。

なお、上述では、基本波電流に１つの高調波電流が重畳する場合について説明した。それに対して、基本波電流に１つ以上の高調波電流が重畳する場合の目標銅損Ｗｃｕｔ及び目標鉄損Ｗｆｅｔの算出は以下による。

前記目標銅損Ｗｃｕｔの算出は、ステップＳ３において、所定の第１電流値ｉ２１の基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１と、銅損Ｗｃｕ２２ｍとに基づいて算出する。銅損Ｗｃｕ２２ｍは、それぞれ所定の次数の所定の第２電流値ｉ２２ｍの高調波電流通電時のそれぞれの銅損である。ここで、ｍは選択された高調波電流の次数を示す。銅損Ｗｃｕ２２ｍは、選択された次数を有する高調波電流の通電時における各銅損を表す。よって、銅損Ｗｃｕ２２ｍは選択された次数だけ存在する。

例えば、基本波電流に重畳する高調波電流が第５調波及び第７調波となる場合について説明する。その場合、目標銅損Ｗｃｕｔは、所定の第１電流値ｉ２１の基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１と、所定の第２電流値ｉ２２５の第５調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２５と、所定の第２電流値ｉ２２７の第７調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２７と、に基づいて算出する。具体的には、目標銅損Ｗｃｕｔは、基本波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２１と、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２ｍの和として求められる。前記の例では、目標銅損Ｗｃｕｔは、銅損Ｗｃｕ２１と銅損Ｗｃｕ２２５と銅損Ｗｃｕ２２７との和により求められる。

また、目標鉄損Ｗｆｅｔは、ステップＳ４において、所定の第１電流値ｉ２１の基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２ｍと、に基づいて求められる。

例えば、基本波電流に重畳する高調波電流が第５調波及び第７調波となる場合について説明する。その場合、目標鉄損Ｗｆｅｔは、所定の第１電流値ｉ２１の基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、所定の第２電流値ｉ２２５の第５調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２５と、所定の第２電流値ｉ２２７の第７調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２７と、に基づいて算出する。言い換えると、目標鉄損Ｗｆｅｔは、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２ｍの和として求められる。前記の例では、目標鉄損Ｗｆｅｔは、鉄損Ｗｆｅ２１と鉄損Ｗｆｅ２２５と鉄損Ｗｆｅ２２７との和により求められる。

ここで、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２ｍは、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の合計損失ＷＴ２２ｍから、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の銅損Ｗｃｕ２２ｍを差し引いて求められる。具体的には、鉄損Ｗｆｅ２２５は、第５調波電流通電時の合計損失ＷＴ２２５から銅損Ｗｃｕ２２５を差し引いて求められる。同様に、鉄損Ｗｆｅ２２７は、第７調波電流通電時の合計損失ＷＴ２２７から銅損Ｗｃｕ２２７を差し引いて求められる。なお、合計損失ＷＴ２２５及び合計損失ＷＴ２２７は、ステップ２おいて、それぞれ所定の電流値の所定の次数（第５調波電流及び第７調波電流）の高調波電流を供試リアクトルＬ１にそれぞれ通電し、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の損失を測定することで求められる。

このように、基本波電流に１つ以上の高調波電流が重畳するのを模擬する場合は、選択した任意の次数を有する高調波電流毎の銅損、鉄損、合計損失と、基本波電流通電時の銅損、鉄損、合計損失とに基づき、計算を行う。

＜温度上昇試験方法の検証＞
実施形態１に係る温度上昇試験方法について、図２に基づき以下に検証する。図２において、基本波電流の定格周波数は５０Ｈｚである。従来試験Ｘは、基本波電流１００％に基本波電流比３５％の第５調波含有率の第５調波電流を重畳して、供試リアクトルに通電し、合計損失ＷＴｘを供給することで実施される。

図２の従来試験Ｘの列には、上述の計算方法により求められた銅損Ｗｃｕｘと、合計損失ＷＴｘと銅損Ｗｃｕｘの差異として求められた鉄損Ｗｆｅｘが併せて示されている。従来試験Ｘは、現に基本波電流に高調波が重畳された電流が供試リアクトルＬ１に通電されて実行されており、実使用状態が模擬された試験である。

従来試験Ｘの合計損失ＷＴｘに対する銅損Ｗｃｕｘ及び鉄損Ｗｆｅｘの割合は、実使用状態が模擬されているといえる。つまり、各温度上昇試験において各損失の値が従来試験Ｘの値に近づく程、試験電流の供試リアクトルＬ１への通電が、実使用状態をより忠実に模擬できているといえる。

しかしながら、従来試験Ｘは、基本波に高調波を重畳して供試リアクトルに供給する必要があり、基本波電源と高調波電源それぞれに、他方の電流が流入する問題がある。基本波電源を商用電源からとる場合には、商用電源の系統に高調波電流が流出してしまう問題がある。また、商用電源系統へ高調波電流が流出しても供試リアクトルに流れる試験電流を確保するためには、高調波電源の電源容量を大きくする必要がある。

そこで、基本波電源と高調波電源との間の相互の電流の流入を防ぐために、図４に示す試験用の回路構成が知られている。この回路構成では、重畳用変圧器２台（重畳用変圧器Ｔｘ１、Ｔｘ２）及び供試リアクトル２台（供試リアクトルＬｘ１・Ｌｘ２）が必要となるため、試験設備が大掛かりになる。特に、同一の構成の供試リアクトルが２台必要となるため、供試リアクトルを経済的に１台しか準備できない場合、従来試験Ｘを実施できない問題がある。

次に、従来試験Ｙについて検証する。上述したように、従来試験Ｙは、リアクトルの損失に含まれる銅損と鉄損の周波数依存性を反映せずに、基本波電流のみで通電を行う。具体的には、所定の第１電流値ｉ２１の基本波電流を供試リアクトルＬ１に通電し、基本波電流通電時の合計損失ＷＴ２１を求める。また、第２電流値ｉ２２の高調波電流を供試リアクトルＬ１に通電し、高調波電流通電時の合計損失ＷＴ２２を求める。ここまでは、実施形態１に係る温度上昇試験方法の流れと同じである。

その後従来試験Ｙでは、基本波電流通電時の合計損失ＷＴ２１と高調波電流通電時の合計損失ＷＴ２２とを足した目標合計損失ＷＴｙを求め、供試リアクトルＬ１の損失が目標合計損失ＷＴｙとなるように、基本波電流のみを供試リアクトルＬ１に通電する。

しかしながら、前記式（２）でも明らかなように、銅損と鉄損とでは、周波数特性が異なる。そのため、従来試験Ｙでは、異なる周波数の２つ以上の電流が重畳される実使用状態を十分に模擬できない。より詳しくは、従来試験Ｙでは、銅損Ｗｃｕｙは実使用時と比較して過大な損失となり、鉄損Ｗｆｅｙは実使用時と比較して過小な損失となる。

図２では、従来試験Ｘでは銅損Ｗｃｕｘが８８２Ｗ、鉄損Ｗｆｅｘが９９０Ｗであるのに対して、従来試験Ｙでは、銅損Ｗｃｕｙが１１５０Ｗ、鉄損Ｗｆｅｙが６１８Ｗと大きく異なっている。銅損は１１５０／８８２で従来試験Ｘの約１．３倍、鉄損は６１８／９９０で従来試験Ｘの約０．６倍となる。従来試験Ｙでは、リアクトルの実使用状態を十分に模擬できていないことが分かる。

そのため、従来試験Ｙでの温度上昇試験に合格するためには、リアクトルの巻線について、巻線抵抗を過剰に低減させるなど過剰設計とせざるを得ない。また、鉄損については、温度上昇試験時に実使用状態の損失を供給できていないため、温度上昇試験に合格してもリアクトルの鉄心に関する検証は不十分となる問題がある。

続いて、実施形態１に係る温度上昇試験方法について検証する。従来試験Ｙでは、供試リアクトルＬ１の損失が目標合計損失ＷＴｙとなるように、基本波電流を通電していた。言い換えると、従来試験Ｙでは、試験電流について、周波数を基本波と同じに固定して、電流値のみを調整していた。それに対して、実施形態１に係る温度上昇試験方法では、試験電流について、電流値に加え、周波数も調整することにより、実使用状態に即した損失の供給を可能にしている。

図２に示すように、実施形態１の目標銅損Ｗｃｕｔは、従来試験Ｘの銅損Ｗｃｕｘの値と一致する。目標合計損失ＷＴｔは、従来試験Ｙの目標合計損失ＷＴｙと同じである。従来試験Ｙと比較して実施形態１の温度上昇試験方法が実使用状態をより忠実に模擬できているといえる。

以上、実施形態１に係る温度上昇試験方法の効果についてまとめる。実施形態１に係る温度上昇試験方法は、周波数の異なる電流を重畳することなく、実使用状態を模擬した通電を行うことができる。また、基本波電源及び高調波電源を試験回路に用いることによる、互いに他の電流が流入するという問題が無く、簡単な試験用の回路構成で温度上昇試験が実現可能となる。加えて、供試リアクトルが１台で良いとのメリットもある。

〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について以下に説明する。実施形態２では、目標鉄損Ｗｆｅｔを補正して、補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１（目標鉄損）を求めることが実施形態１とは異なり、その他の構成、手順は実施形態１と同様である。

図２の実施形態１と従来試験Ｘの各損失の値を比較すると、従来試験Ｘの鉄損Ｗｆｅｘよりも実施形態１の目標鉄損Ｗｆｅｔの方が小さい。これは、鉄心を構成する電磁鋼板が非線形特性を持つため、基本波電流通電時の鉄損と第５調波電流通電時の鉄損とを足し合わせた損失（図２の実施形態１の目標鉄損Ｗｆｅｔ８８６Ｗ）に対して、重畳した場合の鉄損（図２の従来試験Ｘの鉄損Ｗｆｅｘ９９０Ｗ）が大きくなるためである。

図３は、第３調波を含む歪波磁束の５０Ｈｚ、１０ｋＧにおけるヒステリシス曲線の例を示す図である。図３に示されるように、高調波の重畳位相θによってヒステリシス曲線３１、３２、３３の形状が変わることは明らかである。よって、高調波の重畳位相によって基本波電流に高調波を重畳する場合の鉄損の大きさは異なるのである。

このように基本波電流に高調波電流を重畳する際の鉄損の挙動は複雑である。しかし、類似設計のリアクトルについての重畳試験結果や、供試リアクトルＬ１の材料特性より鉄損を経験的に見積もることは可能である。鉄損の補正係数をＫとし、供給すべき補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１を、実施形態１における目標鉄損Ｗｆｅｔに補正係数Ｋを乗じた値としてより適切に見積もることができる。補正係数Ｋは、１以上の係数である。

言い換えると、補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１は、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２の和である目標鉄損Ｗｆｅｔに、所定の係数Ｋを乗じて求められる。補正係数Ｋは、一定ではなく、リアクトルにおける基本波の磁束密度、高調波の磁束密度、重畳位相、材質等によって変化する。

そのため、種々の設計のリアクトルについて、補正係数Ｋの値をデータベース化しておくことで、データベースより供試リアクトルＬ１の補正係数Ｋを決定することができるようになる。供試リアクトルＬ１の設計条件を参考に、データベースに基づき補正係数Ｋを決定することで、より実使用状態を的確に模擬した試験電流値、試験周波数を求めることが可能となる。

図２の事例においては、Ｋ＝１．１２とし、補正後の補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１は以下のように求めることができる。補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１＝８８６×１．１２≒９９０（Ｗ）となる。このように、図２の従来試験Ｘの鉄損と一致するようにさせることができるようになる。

次いで、実施形態１におけるステップＳ５と同様にして、目標銅損Ｗｃｕｔ及び補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１を与える電流の周波数及び電流値を、それぞれ試験周波数ｆｅｘ１、試験電流値Ｉｅｘ１として、式（２）の連立方程式により算出する。

このように、補正目標鉄損Ｗｆｅｔ１を求めることで、従来試験Ｘの重畳試験とほぼ等価な各損失の供給を実現することができる。その結果、鉄心の非線形特性を考慮した、信頼性の高い試験方法を提供できる。

なお、基本波電流に１つ以上の高調波電流が重畳するのを模擬する場合は、基本波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２１と、それぞれ所定の次数の高調波電流通電時の鉄損Ｗｆｅ２２ｍの和に、１以上の係数を乗じて目標鉄損Ｗｆｅｔを求める。

以上の実施形態１及び実施形態２の具体例では、非特許文献１に記載された進相コンデンサ用直列リアクトルの許容電流種別Ｉの条件で説明した。本発明は、許容電流種別IIの条件でも適用可能である。この場合には、高調波電流は、基本波の第５調波であり、基本波電流比５５％の電流値を有するものとする。また、本発明は、高調波電流が流入するフィルタ用リアクトルにおいても適用可能である。フィルタ用リアクトルの場合は、コンデンサとの組み合わせを調整することにより、自由に共振周波数を選択可能であり、例えば、流入する高調波を第１１調波、第１３調波、及び第２３調波等とすることができる。さらに、フィルタ回路の構成を調整することにより、基本波電流の他に、例えば、第５調波と第７調波のように複数の高調波電流が流入する場合もあるが、同様に本発明が適用可能である。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るリアクトル（供試リアクトルＬ１）の温度上昇試験方法は、所定の電流値（ｉ２１）の基本波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２１）と、それぞれ所定の電流値（ｉ２２ｍ）の所定の次数の高調波電流通電時のそれぞれの銅損（Ｗｃｕ２２ｍ）とに基づいて、目標銅損（Ｗｃｕｔ）を算出するステップ（ステップＳ３）と、前記基本波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２１）と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２２ｍ）とに基づいて、目標鉄損（Ｗｆｅｔ）を算出するステップ（ステップＳ４）と、前記目標銅損（Ｗｃｕｔ）及び前記目標鉄損（Ｗｆｅｔ）を与える電流の周波数及び電流値を、それぞれ試験周波数（ｆｅｘ）、試験電流値（Ｉｅｘ）として算出するステップ（ステップＳ５）と、前記試験周波数、前記試験電流値を有する試験電流を前記リアクトルに通電し、前記リアクトルの所定箇所の温度が一定になるまで通ずるステップ（ステップＳ６）と、を備えている。

前記構成によれば、リアクトルに通ずる試験電流の、電流値及び周波数を調整するため、基本波電流に各高調波電流が重畳された状態の各損失を模擬して温度上昇試験を行うことができる。その結果、簡易な試験回路で実使用状態に即した温度上昇試験を実現することができる。

本発明の態様２に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様１において、前記基本波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２１）、及び、それぞれの前記高調波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２２ｍ）は、計算により予め求められてもよい。

前記構成によれば、基本波電流通電時の銅損及び各高調波電流通電時の銅損を求めることができる。

本発明の態様３に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様２において、所定の電流値（ｉ２１）の基本波電流を前記リアクトル（供試リアクトルＬ１）に通電し、前記基本波電流通電時の損失（合計損失ＷＴ２１）を測定するステップ（ステップＳ１）と、それぞれ所定の電流値（ｉ２２ｍ）の前記所定の次数の高調波電流を前記リアクトルにそれぞれ通電し、それぞれの前記高調波電流通電時の損失（合計損失ＷＴ２２ｍ）を測定するステップ（ステップＳ２）と、を更に備え、前記基本波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２１）は、前記基本波電流通電時の損失（合計損失ＷＴ２１）から前記基本波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２１）を差し引いて求められ、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２２ｍ）は、それぞれの前記高調波電流通電時の損失（合計損失ＷＴ２２ｍ）からそれぞれの前記高調波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２２ｍ）を差し引いて求められてもよい。

前記構成によれば、基本波電流通電時の鉄損及び各高調波電流通電時の鉄損を求めることができる。

本発明の態様４に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様１から３のいずれかにおいて、前記目標銅損（Ｗｃｕｔ）は、前記基本波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２１）と、それぞれの前記高調波電流通電時の銅損（Ｗｃｕ２２ｍ）の和として求められてもよい。

前記構成によれば、基本波電流通電時の銅損と、各高調波電流通電時の銅損の和を算出することで、温度上昇試験において目標とする巻線の損失である目標銅損を求めることができる。

本発明の態様５に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様１から４のいずれかにおいて、前記目標鉄損（Ｗｆｅｔ）は、前記基本波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２１）と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２２ｍ）の和として求められてもよい。

前記構成によれば、基本波電流通電時の鉄損と、各高調波電流通電時の鉄損の和を算出することで、温度上昇試験において目標とする鉄心の損失である目標鉄損を求めることができる。

本発明の態様６に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様１から４のいずれかにおいて、前記目標鉄損（Ｗｆｅｔ１）は、前記基本波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２１）と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損（Ｗｆｅ２２ｍ）の和に、１以上の係数（Ｋ）を乗じて求められてもよい。

前記構成によれば、試験電流通電時の目標鉄損を、基本波と各高調波とを重畳して通電させる温度上昇試験の鉄損と一致させることができる。その結果、鉄心の非線形特性を考慮した、信頼性の高い試験方法を提供できる。

本発明の態様７に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様１から６のいずれかにおいて、前記基本波電流の所定の電流値（ｉ２１）は、前記リアクトル（供試リアクトルＬ１）の定格電流値であってもよい。前記構成によれば、実使用状態に即した温度上昇試験を実現することができる。

本発明の態様８に係るリアクトルの温度上昇試験方法は、前記態様１から７のいずれかにおいて、選択された前記高調波電流の次数は５であってもよい。前記構成によれば、実使用状態に即した温度上昇試験を実現することができる。

１００試験回路
Ｅ１周波数可変電源
Ｃ１補償コンデンサ
Ｌ１供試リアクトル
Ｗｃｕ２１基本波電流通電時の銅損
Ｗｃｕ２２、Ｗｃｕ２２ｍ高調波電流通電時の銅損
Ｗｃｕｔ目標銅損
Ｗｆｅ２１基本波電流通電時の鉄損
Ｗｆｅ２２、Ｗｆｅ２２ｍ高調波電流通電時の鉄損
Ｗｆｅｔ目標鉄損
Ｗｆｅｔ１補正目標鉄損（目標鉄損）
ＷＴ２１基本波電流通電時の合計損失
ＷＴ２２、ＷＴ２２ｍ高調波電流通電時の合計損失
ＷＴｔ目標合計損失

Claims

リアクトルの温度上昇試験方法であって、
所定の電流値の基本波電流通電時の銅損と、それぞれ所定の電流値の所定の次数の高調波電流通電時のそれぞれの銅損とに基づいて、目標銅損を算出するステップと、
前記基本波電流通電時の鉄損と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損とに基づいて、目標鉄損を算出するステップと、
前記目標銅損及び前記目標鉄損を与える電流の周波数及び電流値を、それぞれ試験周波数、試験電流値として算出するステップと、
前記試験周波数、前記試験電流値を有する試験電流を前記リアクトルに通電し、前記リアクトルの所定箇所の温度が一定になるまで通ずるステップと、を備えた、リアクトルの温度上昇試験方法。
前記基本波電流通電時の銅損、及び、それぞれの前記高調波電流通電時の銅損は、計算により予め求められる、請求項１に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。
所定の電流値の基本波電流を前記リアクトルに通電し、前記基本波電流通電時の損失を測定するステップと、
それぞれ所定の電流値の前記所定の次数の高調波電流を前記リアクトルにそれぞれ通電し、それぞれの前記高調波電流通電時の損失を測定するステップと、を更に備え、
前記基本波電流通電時の鉄損は、前記基本波電流通電時の損失から前記基本波電流通電時の銅損を差し引いて求められ、
それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損は、それぞれの前記高調波電流通電時の損失からそれぞれの前記高調波電流通電時の銅損を差し引いて求められる、請求項２に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。
前記目標銅損は、前記基本波電流通電時の銅損と、それぞれの前記高調波電流通電時の銅損の和として求められる、請求項１から３のいずれか１項に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。
前記目標鉄損は、前記基本波電流通電時の鉄損と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損の和として求められる、請求項１から４のいずれか１項に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。
前記目標鉄損は、前記基本波電流通電時の鉄損と、それぞれの前記高調波電流通電時の鉄損の和に、１以上の係数を乗じて求められる、請求項１から４のいずれか１項に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。
前記基本波電流の所定の電流値は、前記リアクトルの定格電流値である、請求項１から６のいずれか１項に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。
選択された前記高調波電流の次数は５である、請求項１から７のいずれか１項に記載のリアクトルの温度上昇試験方法。