JP7427512B2 - 電磁機器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図であり、図2は、図1に示す電磁機器の動作を説明するための図である。図1(A)に示すように、本実施形態の電磁機器10は、略コの字型の第1鉄心(コア)11と略U字型の第2鉄心(コア)12を有している。第1鉄心11は、第1基部磁心11aから同一方向に延びる2本の第1脚磁心11b,11cを一体に形成した略コの字型の電磁鋼板を複数枚積層した、積層鋼板からなっている。第2鉄心12は、積層鋼板からなり、第2基部磁心12aから同一方向に延びる2本の第2脚磁心12b,12cを有している。本実施形態では、第2鉄心12は、ケイ素鋼板やアモルファス合金などの金属薄帯を巻回し、巻回された金属薄帯を樹脂に含浸した後、切断して得られるカットコアが用いられる。
図4は、図1に示す電磁機器の一変形例を示す図である。図4に示す電磁機器10Aは、第1鉄心11に卷回した主巻線13を、第1脚磁心11bに卷回した主巻線131と第1脚磁心11cに卷回した主巻線132とに分割して卷回し、主巻線131と主巻線132とを直列接続している。また、第2鉄心12に卷回した制御巻線14は、第2脚磁心12cに卷回した制御巻線141と第2脚磁心12bに卷回した制御巻線142とに分割して卷回し、制御巻線141と制御巻線142とを直列接続している。これにより、いずれかの脚磁心に巻線を卷回した電磁機器10に比べて、電磁機器10Aは前後左右(X軸、Y軸方向)の重量バランスが良好になる。制御巻線14を分割して脚磁心に卷回する構成は、他の実施形態においても適用可能である。
図5は、図1に示す電磁機器の他の変形例を示す図である。図5に示す電磁機器10Bでは、第1鉄心11の第1脚磁心11b,11cの先端と第2鉄心12の第2脚磁心12b,12cの先端とが接触するそれぞれの接触面に、楔型の間隙Gを形成している。これにより、主磁束φ1と制御磁束φ2の共通磁路は、第1脚磁心11b,11cの先端と第2脚磁心12b,12cの先端との接触面と、楔形の間隙G部分との並列回路を含むことになる。そして、この並列回路によって、磁気特性が改善され、主巻線13の主電流i1は高調波成分の少ない低歪電流となる。第1鉄心11の複数の第1脚磁心の先端と第2鉄心12の第2脚磁心の先端とが接触するそれぞれの接触面に、楔型の間隙Gを形成する構成は、他の実施形態においても適用可能である。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。本実施形態の電磁機器20Aは、三相六脚構造の電磁機器であり、1個の第2鉄心12に対して、それぞれ2本の第1脚磁心を備えた3個の第1鉄心11u,11v,11wを備え、第1鉄心11u,11v,11wにそれぞれ卷回した主巻線13u,13v,13wが三相交流電源に接続されている。より具体的には、図1に示した電磁機器10における2本の第1脚磁心を有する第1鉄心11と同じ構成の3個の第1鉄心11u,11v,11wを準備し、3個の第1鉄心11u,11v,11wのそれぞれの第1脚磁心の配列方向が、第2鉄心12の第2脚磁心12b、12cの配列方向と直交した状態で、第1鉄心11u,11v,11wの6個の第1脚磁心の先端と2つの第2脚磁心12b、12cの先端とを接触させている。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。本実施形態の電磁機器20Bは、三相三脚構造の電磁機器であり、第1鉄心11Aとして、第1基部磁心11aから同一方向に延びる3本の第1脚磁心11b,11c,11dを一体に形成した電磁鋼板を複数枚積層した、積層鋼板を有している。3本の第1脚磁心11b,11c,11dの先端は、第1脚磁心11b,11c,11dの配列方向が第2鉄心12の2本の第2脚磁心12b、12cの配列方向と直交する状態で、それぞれ第2鉄心12の2本の第2脚磁心12b、12cの先端に接触している。そして、接触面において第1脚磁心11b,11c,11dの積層鋼板の積層方向と第2脚磁心12b、12cの積層鋼板の積層方向が同じ方向に整列している。第2鉄心12は、第1の実施形態の電磁機器10と同様に、カットコアが用いられ、制御巻線14が卷回されている。
図8は、本発明の第4の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。図8(A)に示す本実施形態の電磁機器20Cは、三相五脚構造の電磁機器である。本実施形態の電磁機器20Cは、第3の実施形態の三相三脚構造の電磁機器20Bに比べて、第1脚磁心11b,11c,11dの両端側に、第1脚磁心11e、11fを設けた五脚構造の第1鉄心11Bを有しており、各第1脚磁心11b~11fの先端が、第2鉄心12の2本の第2脚磁心12b、12cの先端に接触している。電磁機器20Cの他の構成については、第3の実施形態の電磁機器20Bと同様であるため、詳細な説明は省略する。
図9は、本発明の第5の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。本実施形態の電磁機器30は、略コの字型の第1鉄心11と、同じく略コの字型をした第2鉄心12’とを有している、第1鉄心11は、第1の実施形態で示した電磁機器10と同様に、第1基部磁心11aから同一方向に延びる2本の第1脚磁心11b,11cを一体に形成した略コの字型の電磁鋼板を複数枚積層した、積層鋼板からなっている。一方、第2鉄心12’は、第2脚磁心12b’、12c’を構成する積層鋼板の間に、第2脚磁心12b’、12c’を連結するための第2基部磁心12a’を構成する積層鋼板を積層した構造を有しており、第2基部磁心12a’と第2脚磁心12b’、12c’を構成する電磁鋼板は、第2脚磁心12b’、12c’の配列方向(図9のY軸方向)と同じ方向に積層されている。これにより、第2鉄心12’は、積層方向に垂直な方向である、図9のX軸方向から見た場合、略コの字形状となるように形成されている。
図10は、本発明の第6の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。本実施形態の電磁機器30Aは、三相六脚構造の電磁機器であり、図6に示した第2の実施形態の電磁機器20Aと同様に、2脚の脚磁心を有する3個の第1鉄心11u,11v,11wと2脚の脚磁心を有する第2鉄心12’を組み合わせたものである。そして、電磁機器30Aは、第2鉄心12’の構造として、第5の実施形態の電磁機器30と同様に、第2脚磁心12b’、12c’を構成する積層鋼板の間に、第2脚磁心12b’、12c’を磁気的に連結するための第2基部磁心12a’を構成する積層鋼板を積層した構造を用いている。電磁機器30Aの構成は、第2の実施形態の電磁機器20Aと同様であるので、その説明を省略する。
図11は、本発明の第7の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。本実施形態の電磁機器30Bは、三相三脚構造の電磁機器であり、図7に示した第3の実施形態の電磁機器20Bにおいて、3脚の脚磁心を有する第1鉄心11Aに組み合わされる第2鉄心12’として、カットコアではなく、第5の実施形態の電磁機器30と同様に、第2脚磁心12b’、12c’を構成する積層鋼板の間に、第2脚磁心12b’、12c’を連結するための第2基部磁心12a’を構成する積層鋼板を積層した構造を用いたものである。電磁機器30Bの構成は、第7の実施形態の電磁機器20Bと同様であるので、その説明を省略する。
図12は、本発明の第8の実施形態に係る電磁機器の一構成例を示す斜視図である。本実施形態の電磁機器30Cは、三相五脚構造の電磁機器であり、図8(A)に示した第4の実施形態の電磁機器20Cにおいて、第2鉄心12’をカットコアではなく、第5の実施形態の電磁機器30と同様に、第2脚磁心12b’、12c’を構成する積層鋼板の間に、第2脚磁心12b’、12c’を連結するための第2基部磁心12a’を構成する積層鋼板を積層した構造を用いたものである。電磁機器30Cの構成は、第4の実施形態の電磁機器20Cと同様であるので、その説明を省略する。
Claims (6)
- 第1基部磁心から同一方向に延びる複数の第1脚磁心を有し、主巻線が卷回された積層鋼板からなる第1鉄心と、
第2基部磁心から同一方向に延びる2本の第2脚磁心を有し、制御巻線が卷回された積層鋼板からなる第2鉄心を有し、
前記第1脚磁心の配列方向と前記第2脚磁心の配列方向とが直交した状態で、複数の前記第1脚磁心の先端と2つの前記第2脚磁心の先端とが接触し、
接触面における前記第1脚磁心の積層鋼板の積層方向と前記第2脚磁心の積層鋼板の積層方向が同じ方向に整列していることを特徴とする電磁機器。 - 前記第2鉄心が、カットコアからなることを特徴とする、請求項1に記載の電磁機器。
- 1個の前記第2鉄心に対して、それぞれ2本の前記第1脚磁心を備えた3個の前記第1鉄心を備え、各前記第1鉄心に卷回された前記主巻線が三相交流電源に接続されることを特徴とする、請求項1または2に記載の電磁機器。
- 前記第1鉄心が少なくとも3本の前記第1脚磁心を備え、3本の前記第1脚磁心に前記主巻線が卷回されて三相交流電源に接続されることを特徴とする、請求項1または2に記載の電磁機器。
- 前記制御巻線が、2本の前記第2脚磁心にそれぞれ卷回されて直列接続されていることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の電磁機器。
- 複数の前記第1脚磁心の先端と2本の前記第2脚磁心の先端とが接触する前記接触面に、楔型の間隙を形成したことを特徴とする、請求項1から5のいずれか1項に記載の電磁機器。
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