JPH0974031A - リアクトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量化された低損失のリアクトルを提供
すること。 【解決手段】 空隙絶縁物６を挟んで形成された二脚の
脚鉄５あるいは空心の二脚のそれぞれに巻回されたコイ
ル２を有するリアクトル１であって、前記各コイル２は
その中央部を電圧印加部、両端部を中性点電位部とする
と共に、各コイルの両端部４を近接させ、中央部３を必
要な絶縁距離だけ離間させ、これによりコイル２の両端
間に位置する上部及び下部継鉄（ヨーク鉄心）１３、７
あるいは遮蔽鉄心の寸法を短くしてなる空隙付鉄心形、
空心形、超電導リアクトル。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力用のリアク
トルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電力系統や電力用機器に用いられるリア
クトルには、空隙付鉄心形リアクトル、磁気遮蔽空心形
リアクトル、超電導リアクトル等あり、これらのリアク
トルを構成するコイルが円板巻したコイルを積層して直
立円筒状に形成されているものがある。その一例を図１
４および図１５に示す。

【０００３】図１４は単相用空隙付鉄心型リアクトルの
縦断面を示し、図１５は図１４の単相用空隙付鉄心型リ
アクトルの上面図を示すもので、単相用空隙鉄心形リア
クトル３７は、絶縁物を介装した空隙３８を備えた二脚
の脚鉄３９のそれぞれの外周に円板巻したコイル４０ａ
を挿入し、複数積層して直立円筒状のコイル（以下「コ
イル」という。）４０に形成され、通常コイル４０の上
端側をコイル４０の巻始めで電圧印加部となし、下端側
をコイル４０の巻終わりで中性点部（反電圧印加部側）
とされている。なお、図において、コイル４０の上下端
には、絶縁座４４が設けられている。

【０００４】このように構成されたリアクトル３７にあ
っては、特に二脚の脚鉄３９のそれぞれに巻回されたコ
イル４０の上端側の電圧印加部の電圧が異なる等のため
に、二脚の脚鉄３９のそれぞれに巻回されたコイル４０
間に絶縁距離４１を必要とし、また、円板巻したコイル
４０ａの直立円筒状の積層配置から、二脚の脚鉄３９の
それぞれに巻回されたコイル４０間の距離が広がり（そ
の分上部ヨーク鉄心（上部継鉄）４３および下部ヨーク
鉄心（下部継鉄）４２が長く形成されている。なお、３
相の場合には、更に一脚追加されて直線配置して形成さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのため、リアクトル
３７の鉄心の量が多く、重量、寸法、損失も多くなって
いる。また、このように円板巻したコイルを複数積層し
て直立円筒状のコイルに形成され、直立円筒状のコイル
の一端側をコイルの巻始めで電圧印加部とし、他端側を
中性点部（反電圧印加部側）とした単相および３相の磁
気遮蔽空心形リアクトルや超電導リアクトルにおいても
磁路を結ぶ遮蔽鉄心の量が多く、重量、寸法、損失も多
くなっている。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、小型軽量化された低損失のリアクトルを提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、並
列して配置された複数個のコイルを有するリアクトルで
あって、前記各コイルはその中央部を電圧印加部、両端
部を中性点電位部とすると共に、各コイルの両端部を近
接させ、中央部を離間させてなることを特徴とするリア
クトルとすることによって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の上記構成によれば、並列
して配置された各コイルの中央部では必要な絶縁路距離
を保って相互離間される一方、コイル端部では相互に近
接させる構造であるので、鉄心型リアクトルにおいては
コイル端側に配設される継鉄の寸法が小さくなり、空心
型リアクトルにあっては、コイル端側に設けられる遮蔽
鉄心の寸法が小さくなり、超電導式のリアクトルにおい
ては、更にコイル端部が近接した結果自己磁路が形成さ
れ磁束遊洩が減少し、遮蔽鉄心の省略が可能となり電磁
振動騒音も抑制される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照して
説明する。図１は、本発明の実施例の単相用空隙付鉄心
形リアクトルの断面図である。図１において、２は二脚
のそれぞれに巻回されたコイルで、コイル２は板状に巻
回したコイル２ａを順次位置をずらせて積層し、二脚の
それぞれの端部４で互いに接近し、二脚の中央部３で最
も離間して巻回されている。二脚のそれぞれは、脚鉄５
間に空隙部を構成する空隙絶縁物６を挟んで形成されて
いる。そして、二脚の脚鉄５の両端同士は、磁路を形成
する継鉄７および１３に連結されている。

【００１０】このように構成された空隙付鉄心形リアク
トルの組立てに当っては、この実施例では、先ず下部継
鉄７を組立て台上に置いて、その上に支持座８を載せ
る。次いで、脚鉄５、空隙絶縁物６、並びに形状保持枠
体９を組立てる。形状保持枠体９は、一体構造であって
も、二分割構造であっても良く、エンジニアリングプラ
スック類を好適に用いることができる。

【００１１】その後、下端側コイル支持座１０を配置し
た上にコイル２ａを順次挿入してコイル２の下半分を設
置し、その上に間座１１とコイル２の上半分を設置して
から上端側コイル支持座１２、支持座８を載せ、その上
に上部継鉄１３を設置する。尚、図では、脚鉄５や継鉄
７，１３の締付構造物や引張ボルト類は、従来と同様で
あるので、省略してある。

【００１２】そして、各脚のコイル２の電圧印加部は、
各脚のコイル２間が最も離間する中央部に設定されてあ
り、コイル２の両端部は中性点部に設定されている。し
たがって、各脚のコイル２は図２および図３に示すよう
に結線することが可能である。即ち、図２は、中性点無
接続の結線で左脚のコイル２の中央部３が例えばＵ相電
圧印加部、右脚のコイル２の中央部３が例えばＶ相電圧
印加部となされ、左右両脚に設けたコイルの端部側は、
上側に設けたコイル２はそのコイル２の上端部側４同士
が結線され、下側に設けたコイル２の下端部側４同士も
結線されている。また、図３の例は、中性点接続結線で
両脚のコイル２の中央部３をＵ相及びＶ相の電圧印加部
となされ、各コイル２の端部側４は相互に結線され、更
に上端側と下端側とが相互接続されている。

【００１３】このように、コイル２の軸方向の中央部に
電圧印加部を設定し、両コイル２の両端部における電位
差を小さくし、両コイル２の両端部間の絶縁距離を短く
して、図１に示した空隙付鉄心型リアクトル１の場合、
「く字状」の脚鉄を向い合せる構造にしているので、二
脚の脚鉄５の両端同士を連結する継鉄７および１３の寸
法を短かくすることができ、鉄重量並びに鉄損も少なく
することができる。

【００１４】図４および図５は、図１の実施例の典型例
を示す上面図である。図４は図示の通りコイル２ａの外
郭形状を長方形としたもの、すなわち、長方形状の板状
に巻回したコイル２ａを順次位置をずらせて積層した構
造をなすものであり、図５は図示の通りコイル２ａの外
郭形状を半円形としたもの、すなわち、半円形状の板状
に巻回したコイル２ａを順次位置をずらせて積層した構
造をなすものである。

【００１５】このように両コイル２の相対向する面を平
坦面に形成すると、両コイル２の両端部でより近接して
配置でき、一磁束密度で円形外郭形状のコイルを用いた
場合よりも３０％前後上下の継鉄寸法を短縮することが
できる。なお、図４および図５の図中図１と同一部材は
同一符号で示し、Ａ−Ａは図１の断面を示している。ま
た、コイル２ａの外郭形状を長方形や半円形に限るもの
でなく、楕円形等でも良い。

【００１６】図６および図７は、３相の空隙付鉄心形リ
アクトル（超電導空隙付鉄心形リアクトルも同様）の典
型例を示す上面図である。図６および図７におけるＡ−
Ａ断面は図１と同様であり、共通部分に同一符号を付
し、説明の重複を避ける。異なる点は図より明らかなよ
うにコイル２ａの外郭形状であり、図６ではコイル２ａ
の外郭形状を３分の１円形としたもの、すなわち、３分
の１円形の板状に巻回したコイル２ａを順次位置をずら
せて積層し、３相のコイル２の平坦面を互いに相対向さ
せた構造をなすものである。

【００１７】図７は図示の通りコイル２ａの各外郭形状
を３角形としたもので図６と同様の構造をなすものであ
る。図６および図７で示す３相の空隙付鉄心形リアクト
ル（超電導空隙付鉄心形リアクトルも同様）もコイル２
の軸方向の中央部に電圧印加部を設定し、３相のコイル
２の両端部における電位差を小さくし、それぞれのコイ
ル２の両端部間の絶縁距離を短くして、「く字状」の脚
鉄を相互間に向い合せる構造となっている。

【００１８】このように３相のコイル２の相対向する面
を平坦面に形成し、３相のコイル２の両端部でより近接
して配置すると、一磁束密度で円形外郭形状のコイルを
用いた場合よりも一層の上下の継鉄寸法を短縮すること
ができる。従来のように３相のコイルを直線配置したも
のに比べるとなお一層上下の継鉄寸法を短縮することが
できる。

【００１９】図８は、本発明の実施例の単相用磁気遮蔽
空心形リアクトルの縦断面図である。この実施例の場合
も、図１の実施例の単相用空隙付鉄心形リアクトル１と
同様にコイル２１は、外郭形状を半円形あるいは長方形
の板状に巻回したコイルを順次位置をずらせて積層して
構成され、コイル２１の中央部２２が電圧印加部となさ
れて上下の端部側２３が中性点電位とされ、各端部側２
３が近接せしめられ、中央部２２が離間せしめられ、コ
イル２１の縦断面形状が「く字状」に向い合せた形状と
されている。

【００２０】この実施例の場合、空心構造であるので、
形状保持枠体２４の下端部に取付けた下部支持座２５の
上に下部のコイル２１を組み付け、その上に間座２６を
置き、更にその上に上部のコイル２１を組みつけ、上部
支持座２７を載せることにより組み立てられる。尚、締
付保持構造物は省略されて要部のみが示されている。

【００２１】図示の通り、この実施例によれば、コイル
２１の上下両端部は近接配置となるため、コイル中心間
距離が縮小され、その結果、コイル両端部からの磁束が
周辺の鉄性構造物を加熱或いは振動を与えるのを防止す
るための上下端部遮蔽鉄心２８，２９の寸法が短かくて
済むことになり、それにつれて重量も鉄損も減少するこ
とになる。

【００２２】なお、上面図は図４および図５と同様であ
り、またその変形も同様であるので具体的説明は省略す
る。また、３相用磁気遮蔽空心形リアクトルとした場合
の上面図も図６および図７と同様であり、図６および図
７におけるＡ−Ａ断面は図８と同様となる。この場合
も、外郭形状を３分の１円形あるいは３角形板状に巻回
したコイルを順次位置をずらせて積層して「く字状」の
コイルに構成され、コイル２１の軸方向の中央部に電圧
印加部を設定し、３相のコイル２１の両端部における電
位差を小さくし、それぞれのコイル２１の両端部間の絶
縁距離を短くした構造となっている。

【００２３】このように３相のコイル２１の相対向する
面を平坦面に形成し、３相のコイル２１の両端部でよよ
り接して配置すると、一磁束密度で円形外郭形状のコイ
ルを用いた場合よりも上下端部遮蔽鉄心２８，２９の寸
法が短かくて済むことになり、それにつれて重量も鉄損
も減少することになる。従来のように３相のコイルを直
線配置したものに比べるとなお一層上下の遮蔽鉄心寸法
を短縮することができる。

【００２４】図９は、本発明の実施例の空心型超電導リ
アクトルの縦断面図である。超電導リアクトルは通常、
電磁力を支持し得るように締付固定されて冷媒タンクに
収納され、冷媒タンクの外側に遮蔽鉄心が設けられるの
であるが、図９では、締付固定部材並びに冷媒タンクは
省略して、要部のみが示されている。なお、前述の超電
導空隙付鉄心形リアクトルの場合は、鉄心も冷媒タンク
に収納されるもの、コイルのみを冷媒タンクに収納され
るものと両者のタイプがある。

【００２５】この実施例の場合も、図１の実施例の単相
用空隙付鉄心形リアクトル１と同様にコイル３４は、図
１０および図１１の上面図に示すように外郭形状を半円
形あるいは長方形の板状に巻回したコイルを順次位置を
ずらせて積層して構成され、コイル３４の中央部が電圧
印加部となされて上下の端部側が中性点電位とされ、各
端部側が近接せしめられ、中央部が離間せしめられ、コ
イル３４の縦断面形状が「く字状」に向い合せた形状と
されている。

【００２６】この実施例の超電導リアクトル３０の組立
ては、図８の実施例の空心形リアクトル２０と同様にし
て組み立てられている。即ち、下部支持座３２に取り付
けられた形状保持枠体３３の外周部にコイル３４の下半
部が組み付けられ、その上に間座３５を設け、この上に
コイル３４の上部の半分を組み付けて、その上に上部支
持座３６を設けて、この上部支持座３６と形状保持枠体
３３の上端部とを固定することにより行われる。

【００２７】この超電導リアクトル３０の場合も、各コ
イル３４の上下端部側が近接せしめられ、コイル中心間
距離が極めて小さくなるために、超電導運転された際
に、コイル３４の上下両端部に自己磁路形成が達せられ
て、周辺部への磁束遊洩が減少する為、冷媒タンク外周
に遮蔽鉄心を省略することが可能になる。

【００２８】また、３相用空心型超電導リアクトルの場
合は、図１２および図１３の上面図で示すように外郭形
状を３分の１円形あるいは３角形板状に巻回したコイル
を順次位置をずらせて積層して「く字状」のコイルに構
成され、コイル３４の軸方向の中央部に電圧印加部を設
定し、３相のコイル３４の両端部における電位差を小さ
くし、それぞれのコイル３４の両端部間の絶縁距離を短
くした構造となっている。

【００２９】このように３相のコイル３４の相対向する
面を平坦面に形成し、３相のコイル３４の両端部でより
近接して配置すると、各コイル３４の上下端部側が近接
せしめられ、コイル中心間距離が極めて小さくなるため
に、超電導運転された際に、コイル３４の上下両端部に
自己磁路形成が達せられて、周辺部への磁束遊洩が減少
する為、冷媒タンク外周に遮蔽鉄心を省略することが可
能になる。

【００３０】なお、上記何れの実施例も、コイルの中央
部に間座１１、２６、３５を配置しているが、このよう
な間座は必ずしも必要とするものでなく、また、コイル
も板状に巻回したコイルを順次位置をずらせて積層する
ようなものに限らず、コイルの中央部を巻始めとしてそ
の両端部を巻終わりとして巻回しても良い。また、各実
施例は単相用および３相用のリアクトルであるが、例え
ばコイルの外郭形状を適宜の扇形状に形成して多相用に
構成しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
隣接コイル端部が相互に近接する構造となるため、リア
クトルに使用する鉄量が削減され、その分小型軽量化さ
れた低損失のリアクトルを得ることができると共に、鉄
心型リアクトルにあっては、上下の継鉄寸法が短縮され
て、重量並びに鉄損が減少するものとなり、空心型リア
クトルにあっては、上下の遮蔽鉄心寸法が縮小されて重
量、鉄損共に減少する。又、超電導リアクトルにあって
は、遮蔽鉄心の省略が可能となり電磁振動騒音も抑制さ
れる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の空隙付鉄心形リアクトルの断
面図である。

【図２】図１の実施例の一例のコイル結線図である。

【図３】図１の実施例の他の例のコイル結線図である。

【図４】図１の実施例のコイルの一例を示す上面図であ
る。

【図５】図１の実施例のコイルの他の例を示す上面図で
ある。

【図６】本発明の実施例の３相用空隙付鉄心形リアクト
ルの一例を示す上面図である。

【図７】本発明の実施例の３相用空隙付鉄心形リアクト
ルの他の例を示す上面図である。

【図８】本発明の実施例の空心形リアクトルの縦断面図
である。

【図９】本発明の実施例の超電導リアクトルの縦断面図
である。

【図１０】図９の実施例のコイルの一例を示す上面図で
ある。

【図１１】図９の実施例のコイルの他の例を示す上面図
である。

【図１２】本発明の実施例の３相用超電導リアクトルの
一例を示す上面図である。

【図１３】本発明の実施例の３相用超電導リアクトルの
他の例を示す上面図である。

【図１４】従来の空隙付鉄心形リアクトルの縦断面図で
ある。

【図１５】従来の空隙付鉄心形リアクトルの上面図であ
る。

【符号の説明】

１ 空隙付鉄心形リアクトル ２、２１、３４ コイル ５ 脚鉄 ６ 空隙絶縁物 ７ 下部継鉄 ８、２５、３２ 下部支持座 ９、２４、３３ 形状保持枠体 １１、２６、３５ 間座 １２、２７、３６ 上部支持座 １３ 上部継鉄 ２０ 空心形リアクトル ２８ 上端部遮蔽鉄心 ２９ 下端部遮蔽鉄心 ３０ 超電導リアクトル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列して配置された複数個のコイルを有
   するリアクトルであって、前記各コイルはその中央部を
   電圧印加部、両端部を中性点電位部とすると共に、各コ
   イルの両端部を近接させ、中央部を離間させてなること
   を特徴とするリアクトル。