JPS5814058B2 - 自由にインダクタンス特性のとれる直流リアクトルの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コイルを囲む磁路を構成した鉄心をそなえ、
この鉄心の磁路に非磁性の磁気的空隙を設けた直流リア
クトルに関するもので、鉄心を共通の環状コイルを囲む
放射状の複数個の単位鉄心に分割し、主鉄心と補助鉄心
に区分してその数と磁気的空隙量を調整することにより
所要のインダクタンス特性を得るようにしたものである
。

従来、一般的な直流リアクトルの電流■とインダクタン
スＬとの関係は、第３図に示すように１００％電流以下
のところでは、インダクタンス値は殆んど一定である。

しかるに、第４図に示すように、低電流において１００
％電流時の３倍以上のインダクタンスを得られるように
した直流リアクトルが要求さｎることかしばしばある。

本発明は、このような要求を満足させるとともに、銅、
鉄心量の使用量を低減させるようにしたもので、これを
図に示す実施例について説明する。

１は単位鉄心で共通の環状コイル２を囲み、放射状に複
数個設けておシ、主鉄心１ａと補助鉄心１ｂに区分され
ている。

単位鉄心１は一対の脚部鉄心１１，１１の土下端に非磁
性物１２．１２による磁気的空隙を介して、継鉄鉄心１
３，１３を配置し、前記磁気的空隙１２，１２をまたい
で非磁性連結片１４で連結しており、この連結に先だっ
て各鉄心を環状コイル２に密着させてある。

Ｇａは主鉄心１ａの磁気的空隙、Ｇｂは補助鉄心１ｂの
磁気的空隙、３は基台、４は単位鉄心相互の間隙である
。

リアクトル鉄心の磁気的空隙量Ｇと磁束密度Ｂだだしゝ
Ｉは電流 Ｎはコイルの巻数 の関係があるが、電流■とコイルの巻数Ｎは共通の環状
コイルによシ一定であるから、主鉄心１ａと補助鉄心１
ｂの磁気的空隙Ｇａ，Ｇｂを、それぞれ所要の磁束密度
Ｂに対応して設ければよい。

しだがって、第４図に示すように、１０％電流で３００
％のインダクタンスをもつようにする場合、主鉄心１ａ
は第３図に示すように電流０から１００係まで殆んど変
化のないインダクタンスをもつように磁気的空隙量Ｇａ
を定め、このインダクタンス値を１００％とすると、そ
の２倍のインダクタンスを１０係電流でもつように補助
鉄心１ｂの合計断面積および磁束密度を定めなければな
らない。

いま、主鉄心１ａの合計断面積をＡ１補助鉄心１ｂの合
計断面積をａ１定格電流をＩとすれば、インダクタンス
の計算式から、 となり、したがって補助鉄心１ｂの合計断面積を主鉄心
の合計断面積の１４にすれば１０係電流でａｏｏ％のイ
ンダクタンスを得ることができる．すなわち、単位鉄心
１を１２個で、各単位鉄心の断面積が等しいものとすれ
ば、主鉄心１ａを１０個、補助鉄心１ｂを２個に区分す
ればよい。

なお補助鉄心１ｂの磁束密度は、主鉄心１ａが１００係
電流でもつ磁束密度と同一値を、１０％電流でもつよう
に磁気的空隙量Ｇｂを主鉄心１ａの磁気的空隙量Ｇａよ
り小さくする。

ところで、補助鉄心１ｂが上述のように１０％電流のと
きにたとえば１３０００ガウスの磁束密度になっていれ
ば、２０多電流では２００００ガウス以上となシ完全に
飽和する。

その際、主鉄心スときわめて低く、両鉄心１ａｔｌｂが
一体に接触していると高磁束密度の補助鉄心１ｂから低
磁東密度の主鉄心１ａに磁束が移り、主鉄心１ａの磁気
特性を害するから、少なくとも相互に１０ｍｍ前後の間
隙を必要とする。

しかしながら、本発明は主鉄心１ａと補助鉄心１ｂを放
射状に配置してあり、鉄心相互に扇形の間隙４が形成さ
れているので主鉄心への影響はない。

まだ、第４図の特性をもち放射状に分割された本発明の
直流リアクトルと、従来の単一鉄心による同一特性曲線
の直流リアクトルとを比較すると単一鉄心で第３図の特
性曲線をもつ直流リアクトルの銅、鉄心使用量を１００
係とした場合、単一鉄心で第４図の特性曲線を得るため
には銅、鉄心使用量が１５０条となるが、本発明の直流
リアクトルでは１２０チであった。

なお、磁気的空隙を設けるだめには、実施例のように脚
部鉄心と継鉄鉄心との間に非磁性物を介挿するものに限
られず、一方の脚部鉄心を非磁性物で分割するなどの変
更ができることは明らかである。

このように本発明は、それぞれ共通の環状コイルを囲ん
で所定の磁気的空隙量をもった単位鉄心を、放射状に複
数個設け、所要のインダクタンス特性に応じて、前記単
位鉄心を主鉄心と補助鉄心に区分し、その数および磁気
的空隙量を調整するようにしてあるから、主鉄心と補助
鉄心は同じ寸法のもので磁気的空隙のみを調整できるよ
うにしておけばよく、異なるインダクタンス特性を得る
ためにもそれぞれ異なる形状寸法の鉄心をつくる必要が
なく、空隙部分を変えることにより、広範囲なインダク
タンス特性に変更調整することができ、比較的薄い単位
鉄心に分割され、放射状に相互の空隙を介して配置され
ているのでコイルおよび鉄心の冷却効果が向上し、銅、
鉄心量を小さくすることができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の直流リアクトルを示す平面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ線にそう縦断端面図、第３図は従来の
直流リアクトル特性曲線図、第４図は本発明の直流リア
クトルの例を示す特性曲線図である。 １は単位鉄心、１ａは主鉄心、１ｂは補助鉄心、２はコ
イル、３は基台、４は間隙、１１は脚部鉄心、１２は磁
気的空隙、１３は継鉄鉄心、１４は非磁性連結片である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 脚部鉄心と、その上下の継鉄鉄心により環状コイル
   を囲む磁路を構成し、との磁路に磁気的空隙をそなえだ
   単位鉄心を放射状に複数個設け、所要のインダクタンス
   特性に応じて、前記複数個の単位鉄心を主鉄心と補助鉄
   心に区分し、かつ、主鉄心と補助鉄心の磁気的空隙量を
   異ならせることを特徴とする自由にインダクタンス特性
   のとれる直流リアクトルの構造。 ２ 前記単位鉄心が相互に扇形の間隙を介して等間隔に
   配置されている特許請求の範囲第１項記載の自由にイン
   ダクタンス特性のとれる直流リアクトルの構造。