JPS59151793A - Spiral coil - Google Patents

Spiral coil

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Publication number
JPS59151793A
JPS59151793A JP58025125A JP2512583A JPS59151793A JP S59151793 A JPS59151793 A JP S59151793A JP 58025125 A JP58025125 A JP 58025125A JP 2512583 A JP2512583 A JP 2512583A JP S59151793 A JPS59151793 A JP S59151793A
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JP
Japan
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coil
partial
turns
pair
coils
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Pending
Application number
JP58025125A
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Japanese (ja)
Inventor
山名 正樹
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59151793A publication Critical patent/JPS59151793A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は大電流を導く多並列導体よりなる渦巻コイル
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a spiral coil made of multiple parallel conductors that conduct a large current.

この種のコイルは、例えば、溶融金属を誘導加熱するの
にその自由表面に間隔をおいて使用されるが摂氏100
0度位の高温溶融金属の近傍に設置されるコイルである
ために、高温に耐える絶縁材料しか使えない。したがっ
て高電圧を採用することが因難なので、必然的に大電流
コイルにせざるを得ない。そこで大電流を流すための大
きな導体面積を得るととも、に、電流不平衡、うず電流
等による漂遊損の増加を防ぐために、導体を多並列にす
る方法が使用されており、どの導体にも同じ大きさの電
流が流れるようにした大電流渦巻コイルの開発が望まれ
ている。
Coils of this type are used, for example, to inductively heat molten metal, spaced apart on its free surface, up to 100 degrees Celsius.
Since the coil is installed near high-temperature molten metal at around 0 degrees Celsius, only insulating materials that can withstand high temperatures can be used. Therefore, since it is difficult to use a high voltage, a large current coil must be used. Therefore, in order to obtain a large conductor area for carrying a large current and also to prevent an increase in stray loss due to current unbalance and eddy current, a method is used in which multiple conductors are connected in parallel. It is desired to develop a high-current spiral coil that allows currents of the same magnitude to flow.

第1図は溶融金属の誘導加熱装置の構造図で、耐火材で
内張すされた保温容器1に収蔵された溶融金属2の自由
表面上に、所定の間隔を置いて配設された大電流渦巻コ
イル3により交番磁界を発生させ、溶融金属2に誘導さ
れる渦電流により溶融金属を加熱する。渦巻コイル3に
多並列導体を使用する場合、どの並列導体にも同じ大き
さの電流を流すためには、それぞれの導体を磁気的に平
衡させる必要があり、渦巻コイルの巻き方や並列接続の
仕方により特性が異なる。
Figure 1 is a structural diagram of an induction heating device for molten metal. An alternating magnetic field is generated by the current spiral coil 3, and the eddy current induced in the molten metal 2 heats the molten metal. When using multiple parallel conductors for the spiral coil 3, in order to cause the same amount of current to flow through all parallel conductors, it is necessary to balance each conductor magnetically. The characteristics differ depending on the method.

第2図および第3図は従来の渦巻コイルの構造図で、導
体を1本の線で表わしたものである。第2図において渦
巻コイル3は、3個の部分コイル4.5.6を内側コイ
ルの外周面が外側コイルの内周面に接するように円板状
に巻き重ねたもので、いうまでもなく隣接する導体間に
は眉間絶縁材を介在させて絶縁が保持される。また各部
分コイルの始端および終端は往復1対のリード線4a、
 5a。
FIGS. 2 and 3 are structural diagrams of conventional spiral coils, in which the conductor is represented by a single line. In Fig. 2, the spiral coil 3 is formed by winding three partial coils 4, 5, and 6 into a disk shape such that the outer circumferential surface of the inner coil is in contact with the inner circumferential surface of the outer coil. Insulation is maintained between adjacent conductors by interposing an insulating material between the eyebrows. In addition, the starting end and ending end of each partial coil are a pair of reciprocating lead wires 4a,
5a.

6aによって引き出され、各部分コイルが並列に母線7
に接続されている。上述の渦巻コイルの各部分コイルを
磁気的に平衡させるためには、各部分コイルの巻数を数
分の1ターンずつ(非整数ターンという)変える方法が
あるが、非整数ターンコイルとすることにより往復1対
のリード線の引出し位置が離れてし才うために、リード
線部分の磁界の打ち消し効果が期待できなくなり、リー
ド線の電圧降下が大きくなる欠点がある。
6a, each partial coil is connected to the bus bar 7 in parallel.
It is connected to the. In order to magnetically balance each partial coil of the above-mentioned spiral coil, there is a method of changing the number of turns of each partial coil by a fraction of a turn (referred to as a non-integer turn), but by making it a non-integer turn coil, Since the lead-out positions of the pair of reciprocating lead wires are separated from each other, the effect of canceling out the magnetic field in the lead wire portion cannot be expected, and there is a drawback that the voltage drop of the lead wire becomes large.

第3図において渦巻コイル3は3個の部分コイル8,9
.10を並列に半径方向に図示しない層間絶縁材を介在
させて積み重ね、a部を始端、b部を終端として3ター
ン巻回し、始端および終端においてリード線11a、l
lbにより3個の部分コイル8,9.10を並列に接続
して引き出したものである。第3図の渦巻コイル3では
部分コイル8.9.10を形成する導体の長さがそれぞ
れ異なるために、各部分コイルが磁気的に平衡せず、し
たがって各部分コイルを流れる電流が等しくならず、い
わゆる電流の不平衡を生ずる。この対策としては第4図
のように部分コイル8,9.10の相対位置を入れ変え
る転位を行なって磁気的平衡を得る方法が知られている
。しかし転位部の製作が困難であり、また1ターンあた
りの半径差が大きいために、コイルの形状が円形からか
なりずれてしまい、機械的に弱い構造になる欠点がある
In FIG. 3, the spiral coil 3 consists of three partial coils 8, 9.
.. 10 are stacked in parallel in the radial direction with an interlayer insulating material (not shown) interposed therebetween, and are wound three turns with section a as the starting end and section b as the terminal end.
Three partial coils 8, 9 and 10 are connected in parallel and drawn out using lb. In the spiral coil 3 in Fig. 3, since the lengths of the conductors forming the partial coils 8, 9, and 10 are different, each partial coil is not magnetically balanced, and therefore the current flowing through each partial coil is not equal. , causing so-called current imbalance. As a countermeasure against this problem, a method is known in which the relative positions of the partial coils 8, 9, and 10 are rearranged to obtain magnetic equilibrium, as shown in FIG. However, it is difficult to fabricate the transposed portion, and since the difference in radius per turn is large, the shape of the coil deviates considerably from a circular shape, resulting in a mechanically weak structure.

また各部分コイルの巻数を変えることは第2図について
説明したと同様な理由により実施できない。
Further, it is not possible to change the number of turns of each partial coil for the same reason as explained with reference to FIG.

本発明は前述の状況に鑑みてなされたもので、任意の並
列導体数に対して有効に磁気的平衡がとれる多並列導体
よりなる大電流渦巻コイルを提供することを目的とする
The present invention was made in view of the above-mentioned situation, and it is an object of the present invention to provide a high-current spiral coil made of multiple parallel conductors that can effectively maintain magnetic balance for any number of parallel conductors.

本発明によれば電流を導く導体を層間絶縁材を介して円
板状に重ね巻きした部分コイルがその外周面に接して順
次巻き重ねられて複数個の部分コイルを形成し、前記部
分コイルが互いに並列接続されてなる大電流コイルであ
って、各部分コイルが非整数ターン巻かれたコイルであ
り、全体の巻数の和が整数ターンになるよう形成され、
互いに隣接する一方の部分コイルの終端と他方の部分コ
イルの始端とが同一円周上の近接した位置から1対のリ
ード線によって引き出され、最内周部分コイルの始端と
最外周部分コイルの終端とが1つの法線上に配されて1
対のリード線によって引き出され、前記1対のリード線
が互いに平行にかつ近接して軸方向または法線方向に引
き出され、各対のリード線が相互に並列接続されるよう
構成することに゛より達成された。
According to the present invention, a plurality of partial coils are formed by sequentially winding a conductor for conducting current into a disk shape through an interlayer insulating material, and the partial coils are successively wound in contact with the outer circumferential surface of the partial coil to form a plurality of partial coils. A large current coil connected in parallel to each other, each partial coil being wound with a non-integer number of turns, and formed so that the total number of turns is an integer number of turns,
The terminal end of one partial coil and the starting end of the other partial coil that are adjacent to each other are drawn out from close positions on the same circumference by a pair of lead wires, and the starting end of the innermost partial coil and the terminal end of the outermost partial coil and are arranged on one normal line and 1
The pair of lead wires are drawn out in parallel and close to each other in the axial or normal direction, and each pair of lead wires is connected in parallel to each other. more accomplished.

以下この発明の一実施例について添付図面を参照しつつ
説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第5図はこの発明の実施例を示す渦巻コイルの構造図で
ある。図において、渦巻コイルは内周側から部分コイル
21,22,23が順次巻き重ねられ、部分コイル21
の始端と部分コイル23の終端とはL位置においてほぼ
1つの法線上に位置し、1対のリード線24.25によ
り法線方向に引き出され、部分コイル21,22.23
の合計巻数が10ターンの整数ターンに形成されている
FIG. 5 is a structural diagram of a spiral coil showing an embodiment of the present invention. In the figure, the spiral coil has partial coils 21, 22, and 23 wound one on top of the other in order from the inner circumferential side.
The starting end of the partial coil 23 and the terminal end of the partial coil 23 are located approximately on one normal line at the L position, and are drawn out in the normal direction by a pair of lead wires 24.25, and the partial coil 21, 22.23
is formed into an integral number of turns with a total number of turns of 10 turns.

また部分コイル21の終端と部分コイル22の始端とは
内側から4ターン目の1つの円周上において位置りから
免2度ずれたN位置で、1対のリード線26.27によ
って法線方向に渦巻コイルの外周側の光分離れた位置ま
で引き出されている。また部分コイル22の終端と部分
コイル23の始端とは外側から4ターン目のL位置から
01度ずれたM位置において、1対のリード線28.2
9によって法線方向に同様に引き出されている。そして
3対のリード線は24,26.2gが母線30aに、2
5.27.29が母線−30bに接続されることにより
部分コイル21,22,23が並列接続されている。そ
れぞれの部分コイルの巻数とリード引き出し位置は各部
分コイルを磁気的に平衡させる位置、具体的にはそれぞ
れの部分コイルに同じ大きさの電流を流した時に鎖交磁
束が同じになる位置に決められる。第5図の場合渦巻コ
イルの合計巻数を10ターンの整数コイルとし、そのう
ちの1ターン分を調整用のターンに利用してリード線の
引き出し位置を円周上にほぼ等しい角度をおいたり、M
、Nの3位置から放射状に引き出すよう形成した例を示
しており、各部分コイルの幾何学的巻数は、それぞれ(
3−θ1/360 )ターン、(3(θ1+θ2)/3
60)ターン、(4−θ2/360 )ターンの非整数
ターンになっている。
Further, the terminal end of the partial coil 21 and the starting end of the partial coil 22 are at a position N which is offset by 2 degrees from the position on one circumference of the fourth turn from the inside, and are connected in the normal direction by a pair of lead wires 26 and 27. It is pulled out to a position separated by light on the outer circumference of the spiral coil. In addition, the terminal end of the partial coil 22 and the starting end of the partial coil 23 are located at the M position, which is 01 degrees shifted from the L position of the fourth turn from the outside, and the pair of lead wires 28.2
9 in the normal direction. And the three pairs of lead wires are 24 and 26.2g to the busbar 30a, and 2g to the busbar 30a.
The partial coils 21, 22, and 23 are connected in parallel by connecting the coils 5, 27, and 29 to the bus bar -30b. The number of turns of each partial coil and the lead extraction position are determined so that each partial coil is magnetically balanced, and specifically, the magnetic flux linkage is the same when the same amount of current is passed through each partial coil. It will be done. In the case of Fig. 5, the total number of turns of the spiral coil is an integer coil with 10 turns, and one turn of these is used as an adjustment turn to place the lead wires at approximately equal angles on the circumference.
, N is shown, and the geometric number of turns of each partial coil is (
3-θ1/360) turn, (3(θ1+θ2)/3
60) turns, and (4-θ2/360) turns, which are non-integer turns.

なおそれぞれ対になった2本のリードそれぞれが貫通す
る電流平衡リアクトル31,32.33は各部分コイル
の磁気的な不平衡が僅かでも残っている場合、又は溶融
金属の表面高さが変化して磁束分布が変り、並列コイル
間の磁気的平衡・・がずれた場合等に、その不平衡分を
このリアクトルが吸収して、隣接したリードに方向の異
なる同じ電流が流れるようにはたらく。ただし各部分コ
イルに流れる電流の不平衡分が前記リアクトルを設けな
いでも許容範囲にある場合は、リアクトルを省略して差
し支えない。また第5図の場合、それぞれ対をなすリー
ド線を母線に接続する位置までかなり長い距離を引き廻
わしているが、1対のリード線が互いに近接かつ並行↓
て配置され、また隣接した部分コイルの始端と終端とを
1対にして2本のリード線に互いに逆方向の同じ大きさ
の電流を流すよう構成したことにより、リード線を流れ
る電流によって生ずる磁束は互いに打ち消しあって鎖交
磁束がほぼ零になる。したがって1対のリード線のりア
クタンスは小さくなり、リード線部分での電位降下を無
視できる程をこ低減できる。
In addition, the current balancing reactors 31, 32, and 33, through which the two leads of each pair pass, are used when there is even a slight magnetic unbalance in each partial coil, or when the surface height of the molten metal changes. When the magnetic flux distribution changes and the magnetic balance between the parallel coils shifts, this reactor absorbs the unbalance and causes the same current to flow in different directions to adjacent leads. However, if the unbalanced amount of current flowing through each partial coil is within an allowable range even without the reactor, the reactor may be omitted. In the case of Figure 5, each pair of lead wires is routed a fairly long distance to the point where they are connected to the busbar, but the pair of lead wires are close to each other and parallel to each other.
The magnetic flux generated by the current flowing through the lead wires is cancel each other out, and the magnetic flux linkage becomes almost zero. Therefore, the actance of the pair of lead wires becomes small, and the potential drop at the lead wire portion can be reduced to a negligible level.

ただし2本のリード線には渦巻コイルの端子電圧が印加
されるので、リード線間の絶縁はこれに充分耐えるよう
形成される。
However, since the terminal voltage of the spiral coil is applied to the two lead wires, the insulation between the lead wires is formed to sufficiently withstand this voltage.

第6図は本発明における渦巻コイルのリード線引き出し
部の構造図で、共に渦巻コイルの導体をそのままリード
線として利用して引き出す時の例である。(a)は導体
断面が正方形または円形等、長辺と短辺の比が1に近い
場合で、2本の導体41゜42は引き出し位置において
軸方向に直角に曲げられ、軸方向の所定の位置で再び直
角に曲げられて水平に法線方向に引き出される。導体が
軸方向に向いている部分で導体間に絶縁材43を介在さ
せで、耐熱絶縁物製の締め付はバンド44を用いて締め
付けることにより機械的に固定する。また(b)は導体
の断面形状が偏平な場合で、この場合は(a)のように
導体を横に並べただけではリード線部分のりアクタンス
を充分小さくできないので、導体45.46を絶縁材を
介して軸方向に重ね合わせることによってリアクタンス
を減小させることができる。この場合も(a)の場合と
同様に締め付はバンドを用いてコイルを機械的に固定す
る。
FIG. 6 is a structural diagram of a lead wire extraction portion of a spiral coil according to the present invention, both of which are examples in which the conductor of the spiral coil is directly utilized as a lead wire and is extracted. In (a), the conductor cross section is square or circular, and the ratio of the long side to the short side is close to 1. The two conductors 41° and 42 are bent at right angles to the axial direction at the extraction position, and At this point, it is bent again at right angles and pulled out horizontally and in the normal direction. An insulating material 43 is interposed between the conductors in the portion where the conductors face in the axial direction, and a band 44 is used to tighten the heat-resistant insulating material to mechanically fix the conductor. In addition, (b) shows a case where the cross-sectional shape of the conductor is flat, and in this case, simply arranging the conductors horizontally as in (a) does not make it possible to sufficiently reduce the adhesive actance of the lead wire, so conductors 45 and 46 are made of insulating material. The reactance can be reduced by axially overlapping each other through the axial direction. In this case, as in the case (a), the coil is mechanically fixed using a band for tightening.

つぎに前述の実施例における磁気的な平衡について第5
図を再び用いて詳細に説明する。図において、最外側1
ターンのコイルをターン101.と称し以下最内側のタ
ーンまでそれぞれ102.103゜・・・110と名付
けると、部分コイル23はターンコイル101.102
.103の全周とターンコイル104の(θ1/360
 )周とで構成されている。コイルは同軸配置であるか
ら磁束の分布も同軸状に分布し角度θ1方向の変化はな
いので、ターンコイル104の(θ1/360 )周が
鎖交する磁束はターンコイル、104の全周に鎖交する
磁束の(θ1/360 )倍である。したがって部分コ
イル23の鎖交磁束数φ3はそれぞれのターンコイルの
全周の鎖交磁束をφ101〜φ110とすると、 φ3=φ101+φ102+φ103 + (θ1/3
60)φ104 = +11となる。同じようにして、
部分コイル22,21の鎖交磁束φ2.φ1はこれに対
し、 φ2=((360−01)/360)φ104+φ10
5+φ106+(θ2/360 )φ107、、−  
             +21φ1=[(360−
θ2)/360]φ107+φ108+φ109+φ1
10  (3)となる。総鎖交磁束φTをφ1.φ2と
φ3の和とすると、これは次式となり、リード引出位置
とは無関係である。
Next, regarding the magnetic balance in the above-mentioned example, the fifth
This will be explained in detail using the figures again. In the figure, the outermost 1
Turn the coil of turn 101. If the innermost turns are respectively named 102.103°...110, then the partial coil 23 is the turn coil 101.102.
.. The entire circumference of 103 and the turn coil 104 (θ1/360
) is composed of Zhou and Zhou. Since the coils are coaxially arranged, the magnetic flux is distributed coaxially and there is no change in the angle θ1 direction, so the magnetic flux that intersects the (θ1/360) circumference of the turn coil 104 is interlinked with the entire circumference of the turn coil 104. It is (θ1/360) times the intersecting magnetic flux. Therefore, the number of magnetic flux linkages φ3 of the partial coil 23 is calculated as follows: φ3=φ101+φ102+φ103 + (θ1/3
60) φ104 = +11. In the same way,
Interlinkage magnetic flux φ2 of partial coils 22, 21. For φ1, on the other hand, φ2=((360-01)/360)φ104+φ10
5+φ106+(θ2/360)φ107, -
+21φ1=[(360-
θ2)/360]φ107+φ108+φ109+φ1
10 (3). Let the total interlinkage magnetic flux φT be φ1. If it is the sum of φ2 and φ3, this becomes the following equation, and is independent of the lead pullout position.

φT=φ101+φ102+・・・・・・・・・十φ1
10−−−−=−,,−(41一方、引き出しリードが
鎖交する磁束について考えてみる。
φT=φ101+φ102+・・・・・・・・・10φ1
10 ----=-,,-(41 On the other hand, let's consider the magnetic flux that interlinks with the lead leads.

第7図において、1ターン以下のターンコイルとその引
出リードの配置のみについて考えると、ターンコイルR
PCはBC部分の角度0度だけ欠けて引出リードが出て
いるものとし、リードそれぞれをBA、 CDとすると
、この引出リードBA、CDは法線方向に向いており、
点A、Dの位置はコイルに流れる電流により生ずる磁束
が充分小さくなる程に離れた位置化あるものとする。磁
束は同軸状分布であることと常に閉ループを形成するこ
とから、五角形BOCDIHA部を貫通する磁束の和は
零である。したがってARPCDIHに囲まれた部分に
鎖交する磁束は扇形0BPCに囲まれた部分に鎖交する
磁束に等しくなるので、結局引出リードの引出位置Bと
Cのなす角度θ分だけ比例的に減った鎖交磁束が得られ
る。
In Fig. 7, considering only the arrangement of turn coils with one turn or less and their lead leads, turn coil R
Assume that the PC is chipped at an angle of 0 degrees at the BC part and has a drawer lead sticking out, and if the leads are BA and CD, then the drawer leads BA and CD are facing in the normal direction,
Points A and D are positioned far enough apart that the magnetic flux generated by the current flowing through the coil is sufficiently small. Since the magnetic flux has a coaxial distribution and always forms a closed loop, the sum of the magnetic flux passing through the pentagonal BOCDIHA portion is zero. Therefore, the magnetic flux interlinking to the area surrounded by ARPCDIH is equal to the magnetic flux interlinking to the area surrounded by fan-shaped 0BPC, so it is proportionally reduced by the angle θ formed by the extraction positions B and C of the extraction lead. The flux linkage is obtained.

引き出しリードの引き出し方法として、たとえば、 B
E、CFのようにリード線を平行に出したとすると、扇
形BOCの鎖交磁束とBCPBの鎖交磁束は等しくなら
ないので、 EBPCFに囲才れた部分の鎖交磁束は、
リード引出位置B、Cのなす角度θのみによってきまる
値にならないので本発明の目的を達成できない。
For example, B
If the lead wires are drawn out in parallel like E and CF, the magnetic flux linkage of the fan-shaped BOC and the magnetic flux linkage of BCPB are not equal, so the magnetic flux linkage of the part surrounded by EBPCF is:
Since the value is not determined only by the angle θ formed by the lead pull-out positions B and C, the object of the present invention cannot be achieved.

このように、引出しリードを磁束が充分小さくなる位置
まで法線方向に引出すことにより、非整数ターンのコイ
ルが磁気的にも非整数ターンに比例した鎖交磁束を得る
ことができる。つぎに複数個の部分コイルのリード線引
き出し位置の決め方について説明する。第8図は渦巻コ
イルの磁束分布のおよその形を、第9図は各ターンコイ
ルの鎖交磁束の分布を示す説明図である。第8図におい
て、渦巻コイル3が発生する磁束線50は、渦巻コイル
を軸方向に通り、コイル中央部と溶融金属2の自由表面
との間で磁束線の分布が最も密になるよう番こ分布する
。第9図は渦巻コイルの各ターン毎の鎖交磁束を棒グラ
フで表わしたものである。
In this way, by drawing out the lead in the normal direction to a position where the magnetic flux is sufficiently small, the coil with non-integer turns can magnetically obtain an interlinkage flux proportional to the non-integer turns. Next, a method of determining lead wire extraction positions of a plurality of partial coils will be explained. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the approximate shape of the magnetic flux distribution of the spiral coil, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing the distribution of interlinkage magnetic flux of each turn coil. In FIG. 8, the magnetic flux lines 50 generated by the spiral coil 3 pass through the spiral coil in the axial direction, and are arranged so that the distribution of magnetic flux lines is the densest between the center of the coil and the free surface of the molten metal 2. to be distributed. FIG. 9 is a bar graph representing the magnetic flux linkage for each turn of the spiral coil.

すなわち、コイルの中程のターンで最大になる位置があ
るが、最内側、最外側では小さい値iこなり、凸状の分
布になる。ここで部分コイルを3個とし、並列導体数を
3にするためには、この山状の面積を平等に3分割し、
その位置を引き出しリードの引き出し位置とすれば良い
。すなわち、第9図でターンコイル104上の点Mとタ
ーンコイル107上の点Nで山状の面積が3等分される
。点Mはターしたがって、ターンコイル104の角度1
80度の点Mとターンコイル107の角度(7/10 
) −360度の点Nから各リードを引出せば良い。こ
の第9図の鎖交磁束分布を求めるには、電算機による磁
界針′算を行うことにより容易にかつ正確に計算するこ
とができる。
That is, there is a position where the maximum value is reached at the middle turn of the coil, but at the innermost and outermost turns, the value of i is small, resulting in a convex distribution. In order to set the number of partial coils to three and the number of parallel conductors to three, divide this mountain-shaped area equally into three.
This position may be used as the pull-out position of the lead. That is, in FIG. 9, the mountain-shaped area is divided into three equal parts by a point M on the turn coil 104 and a point N on the turn coil 107. The point M is therefore the angle 1 of the turn coil 104.
The angle between the 80 degree point M and the turn coil 107 (7/10
) All you have to do is pull out each lead from point N at -360 degrees. The flux linkage distribution shown in FIG. 9 can be easily and accurately calculated by calculating the magnetic field axis using a computer.

なお第5図のように異なる部分コイルの引出リードを隣
接して引出し、それぞれのリードには、反対方向に電流
が流れているので、この構成を利用して更に磁気的平衡
をよくするために、この2本のリードを1つの電流平衡
リアクトル31,32゜33に貫通させる構成を容易に
採用することができる。コイル以外の周辺の構成によっ
て、磁束分布が変化するような場合、磁気的平衡のずれ
を補償し各コイルの電流平衡を維持することができる。
As shown in Figure 5, the leads of different partial coils are drawn out adjacently, and current flows in the opposite direction in each lead, so in order to further improve magnetic balance by utilizing this configuration, , it is possible to easily adopt a configuration in which these two leads pass through one current balancing reactor 31, 32, 33. If the magnetic flux distribution changes due to peripheral configurations other than the coils, it is possible to compensate for deviations in magnetic balance and maintain current balance in each coil.

この発明の効果は前述の説明のように、才ず互いに逆向
きの同じ大きさの電流が流れる近接かつ並行して配され
た1対のリード線を、隣接して設けられた異なる部分コ
イルの始端リードと終端リードとで構成したことにより
、リード線の引き出し位置を円周上の任意の位置に近接
して設けることができた。つぎに往復1対のリード線の
引き出し方向を軸方向または法線方向に規制するよう構
成したことにより、1タ一ン未満の非整数ターンコイル
の鎖交磁束を巻数に比例するようにすることができた。
As explained above, the effect of this invention is that a pair of lead wires arranged in close proximity and parallel to each other, through which currents of the same magnitude and in opposite directions flow, can be connected to different partial coils installed adjacently. By configuring the lead wire with the start end lead and the end lead, the lead wire can be drawn out at any position on the circumference. Next, by configuring the drawing direction of the pair of reciprocating lead wires to be restricted to the axial direction or the normal direction, the magnetic flux linkage of the non-integer turn coil of less than 1 turn can be made proportional to the number of turns. was completed.

また渦巻コイルの総巻数を整数ターンとするよう構成し
たことにより、最内周ターンと最外周ターンの始端およ
び終端を1つの法線上に位置させることができた。また
上述の3つの構成を総合して、部分コイルを非整数ター
ンのコイルとして構成することを可能にし、かつ部分コ
イル数または並列導体数を任意の数にすることができた
。また各部分コイルの鎖交磁束が互いに等しくなるよう
に、各部分コイルの巻数または1対のリード線の引き出
し位置を決めるようにした結果、各部分コイルに同じ大
きさの電流を流すことのできる任意の数の多並列導体を
有する大電流用の渦巻コイルを提供することができた。
Further, by configuring the spiral coil so that the total number of turns is an integral number of turns, the starting and ending ends of the innermost turn and the outermost turn could be located on one normal line. Furthermore, by combining the above three configurations, it is possible to configure the partial coils as coils with non-integer turns, and the number of partial coils or parallel conductors can be set to any number. In addition, by determining the number of turns of each partial coil or the drawing position of a pair of lead wires so that the interlinkage magnetic flux of each partial coil is equal to each other, it is possible to flow the same amount of current through each partial coil. It was possible to provide a spiral coil for large currents having an arbitrary number of multi-parallel conductors.

なお前述の説明は溶融金属を誘導加熱するのに用いられ
る渦巻コイルについて行なったが、この発明の渦巻コイ
ルは多並列導体を有する大電流用の渦巻コイルを使用す
る電気装置に広く利用できる。
Although the above description has been made regarding a spiral coil used for induction heating of molten metal, the spiral coil of the present invention can be widely used in electrical devices using a large current spiral coil having multiple parallel conductors.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は渦巻コイルが使用される状態を示す概略図、第
2図および第3図は従来の渦巻コイルの概略構造図、第
4図は導体の転位部の説明図、第5図はこの発明の実施
例を示す渦巻コイルの構造図、第6図はリード線引き出
し部の構造図、第7図は非整数ターンコイルの鎖交磁束
の説明図、第8図は第1図の渦巻コイルの磁束分布図、
第9図は各ターンコイルの鎖交磁束分布を示すグラフで
ある。 図において、3・・・渦巻コイル、4,5,6,8゜9
.10・・・部分コイル(整数ターン)、4a、 5a
。 6a、−−・往復リード線、7,30a、30b・・・
母線、1−1a、  1 lb−・・リード線、21,
22,23.、、部分コイル(非整数ターン)、24〜
29・・・リード線、31.32,33・・・電流平衡
リアクトル、101〜110・・・ターンコイル番号、
41,42,45,46導体、である。 1′1  図 才S 図 /−/                      
 1″r7  ロ ア 8 図 ター〉コイル)頃序 才 q  凹
Figure 1 is a schematic diagram showing the state in which a spiral coil is used, Figures 2 and 3 are schematic structural diagrams of a conventional spiral coil, Figure 4 is an explanatory diagram of a transposed part of a conductor, and Figure 5 is a diagram of a conventional spiral coil. A structural diagram of a spiral coil showing an embodiment of the invention, FIG. 6 is a structural diagram of a lead wire extraction part, FIG. 7 is an explanatory diagram of magnetic flux linkage of a non-integer turn coil, and FIG. 8 is a diagram of the spiral coil of FIG. 1. magnetic flux distribution diagram,
FIG. 9 is a graph showing the flux linkage distribution of each turn coil. In the figure, 3... spiral coil, 4, 5, 6, 8°9
.. 10...Partial coil (integer turns), 4a, 5a
. 6a, --- Reciprocating lead wire, 7, 30a, 30b...
Bus bar, 1-1a, 1 lb-...Lead wire, 21,
22, 23. ,, partial coil (non-integer turns), 24~
29... Lead wire, 31.32, 33... Current balancing reactor, 101-110... Turn coil number,
41, 42, 45, 46 conductors. 1'1 Illustration S Figure/-/
1″r7 lower 8 Figure ter〉coil) around the beginning q concave

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)電流を導く導体を眉間絶縁材を介して円板状に重ね
巻きした部分コイルがその外周面に接して順次巻き重ね
られて複数個の部分コイルを形成し、前記部分コイルが
互いに並列接続されてなる大電流コイルであって、各部
分コイルが非整数ターン巻かれたコイルであり、全体の
巻数の和が整数ターンになるよう形成され、互いに隣接
する一方の部分コイルの終端と他方の部分コイルの始端
とが同一円周上の近接した位置から1対のリード線によ
って引き出され、最内周部分コイルの始端と最外周部分
コイルの終端とが1つの法線上に配されて1対のリード
線によって引き出され、前記1対のリード線が互いに平
行にかつ近接して軸方向または法線方向に引き出され、
各対のリード線が相互に並列接続されたことを特徴とす
る渦巻コイル。
1) A plurality of partial coils are formed by winding a conductor that conducts current in a disk shape through an insulating material between the eyebrows, and the partial coils are sequentially wound in contact with the outer peripheral surface of the coil to form a plurality of partial coils, and the partial coils are connected in parallel with each other. A large current coil consisting of a coil in which each partial coil is wound with a non-integer number of turns, the sum of the total number of turns being an integral number of turns, and the terminal end of one adjacent partial coil and the other end. The starting ends of the partial coils are drawn out from close positions on the same circumference by a pair of lead wires, and the starting ends of the innermost partial coils and the terminal ends of the outermost partial coils are arranged on one normal line, forming a pair. The pair of lead wires are drawn out in the axial direction or normal direction in parallel and close to each other,
A spiral coil characterized by each pair of lead wires being connected in parallel to each other.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019038080A1 (en) * 2017-08-23 2019-02-28 Continental Automotive Gmbh Power transmission system for generating a current in a field winding of a rotor of an electric machine and electric machine and motor vehicle

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