KR100637701B1 - 인덕터의 철심구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕터의 철심구조에 관한 것으로, 이 철심구조는 압연방향에 대해 수평 또는 수직으로 자속이 교차하도록 내측에 중공을 갖는 사각형상의 중공 코어편과, 이 중공 코어편의 일측에서 돌출된 상태로 중공 코어편을 가로지르도록 설치된 봉 형상 코어편으로 인덕터의 철심이 이루어지는 것이다.

그리고, 상기 봉 형상 코어편의 양단부가 절곡형성되어 상기 중공 코어편에 결합되는 봉 형상 코어편이 C자형 철심을 이루도록 된 것이다.

따라서, 상기 철손부위가 종래의 철심구조에 비해 현저히 적어짐으로써 철손에 의한 인덕터의 효율성 저하를 막아줄 수 있고, 상기와 같이 방향성 규소강판을 누설용 인덕터에 사용하는 경우 자속과 규소강판의 압연방향을 손실이 적도록 정렬함으로써 철손을 줄여주며, 이를 통해 인덕터의 효율을 향상시키는 것이다.

누설, 인덕터, 철심, 규소강판, 압연방향, 자속

Description

인덕터의 철심구조{Core Structure of Inductor}

도 1은 종래의 기술에 따른 인덕터의 EI형 철심을 나타낸 사시도,

도 2는 도 1의 EI형 철심에서 발생되는 손실부위를 나타낸 상태도,

도 3은 본 발명에 따른 인덕터의 철심구조를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 인덕터의 철심에서 발생되는 손실부위를 나타낸 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 인덕터 2 : 중공 코어편

3 : 봉 형상 코어편 4 : 코일

R : 압연방향 m : 자속

본 발명은 인덕터(inductor)를 구성하는 철심의 구조에 관한 것으로, 특히 인덕터의 철심에서 발생되는 열손실 부위를 최소화함으로써 인덕터를 사용하는 장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 된 인덕터의 철심구조에 관한 것이다.

인덕터는 일반적으로 자성재료 또는 절연체로 제작된 코어에 권선을 권취시 키거나 아니면 공심형으로 권선만을 권취시켜 형성한 구조를 갖는 전자기 소자로서, 고에너지 전자기 펄스 발생장치의 주요 부품으로 사용된다.

이외에도 인덕터는 전자석에 사용되거나, 교류전류를 저지하거나, 캐패시터와 함께 공진회로를 형성하거나, 2권선간의 인덕턴스를 이용하여 트랜스로 사용할 수도 있다.

인덕터를 전자석으로 사용하는 경우는 솔레노이드나 릴레이를 예로 들 수 있고, 인덕터를 교류 전류를 저지하는 쵸크코일로 사용하는 경우는 RFC나 라인필터 등이 있으며, 인턱터를 공진회로로 사용하는 경우는 동조회로와 밴드 패스필터에서 찾아볼 수 있다.

한편, 상기 인덕터가 방전등과 용접기에 사용되는 경우, 인덕터의 자속(magnetic flux)을 외부로 누설하는 누설용 인덕터가 사용된다.

상기 누설용 인덕터에 사용되는 종래의 EI형 철심구조는 도 1에 도시된 바와 같이, E자형 철심(101)의 개방측에 I자형 철심(102)이 부착고정되고, 이 상태에서 상기 E자형 철심(101)의 중앙부를 이루는 봉 형상 코어편(103)에 코일(104)이 권취됨으로써 인덕터(105)를 이루는 것이다.

그러므로, 상기 EI형 철심의 외곽쪽 봉이 중공 코어편을 이루게 되고, 상기 코일(104)이 권취되는 중앙부가 봉 형상 코어편(103)을 이루는 것이다.

한편, 상기 누설용 인덕터(105)는 자로 중에 공극이 있어야 하며, 방향성 규소강판을 사용하는 경우, 즉 방향성 규소강판은 제작시 자속이 잘 통과할 수 있는 한쪽 방향으로 규소입자를 배열하는 것으로, 상기 규소입자가 배열된 방향인 압연 방향(rolling direction)에 따라 상기 철심의 열손실인 철손이 변화하게 되고, 상기 철심 내에서 자속의 흐름은 적어도 하나의 공극을 지나야 하기 때문에 압연방향과 평행하지 않은 부분을 최소로 하는 구조가 필요하다.

즉, 상기 철손은 철심의 자속이 압연방향과 동일할 경우에는 일어나지 않지만 철심의 자속이 압연방향과 수직일 경우 철손 즉 열손실이 일어나는 것이다.

그런데, 상기 누설용 인덕터(105)를 이루는 EI형 철심의 경우 도 2에 도시된 바와 같이, 철심 내에서 자속(m)이 압연방향(R)과 수직으로 교차하는 부분이 4개소(a) 발생하고, 또한 압연방향(R)과 평행하다가 수직으로 교차하는 부분이 6개소(b) 발생하기 때문에 이에 따른 철손(열손실)이 과다하게 발생하는 것이다.

그러므로, 상기 철손에 의해 인덕터(105)의 효율이 떨어지게 되고, 상기 인덕터(105)를 이용하게 되는 방전등 및 용접기 등의 시스템 효율을 저하시키게 되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 종래의 기술에 따른 인덕터의 철심구조를 개선하기 위하여 안출된 것으로, 인덕터의 철심에서 발생되는 열손실 부위를 최소화함으로써 인덕터를 사용하는 장치의 효율을 향상시킬 수 있도록 된 인덕터의 철심구조를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압연방향에 대해 수평 또는 수직으로 자속이 교차하도록 내측에 중공을 갖는 사각형상의 중공 코어편과, 이 중공 코어편의 일측에서 돌출된 상태로 중공 코어편을 수평방향으로 가로지르도록 결 합되는 봉 형상 코어편으로 인덕터의 철심이 이루어지는 것이다.

그리고, 상기 봉 형상 코어편의 양단부가 절곡형성되어 상기 중공 코어편에 결합되는 봉 형상 코어편이 C자형 철심을 이루도록 된 것이다.

또한, 상기 중공 코어편과 상기 봉 형상 코어편이 결합되는 지점에서 자속이 상기 압연방향과 수직으로 교차함으로써 철손부위가 2개소에서 나타나는 것이다.

따라서, 상기의 구조를 갖는 철심을 이용하여 누설용 인덕터를 구성함으로써 방향성 규소강판의 압연방향에 대해 철심의 자속이 수직되는 것을 최소화할 수 있고, 이에 따라 철심에서 발생되는 철손 즉 인덕터의 열손실을 최소화하며, 상기 열손실의 최소화로 인덕터의 효율을 향상시키고, 상기 누설용 인덕터가 적용되는 각종 제품의 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 인덕터의 철심구조를 도시한 사시도로서, 외부로 자속을 누설하도록 된 누설용 인덕터(1)는 내측에 중공을 갖도록 폐회로를 이루는 중공 코어편(2)과 이 중공 코어편(2)에 결합되는 봉 형상 코어편(3)으로 이루어진다.

상기 중공 코어편(2)은 방향성 규소강판으로 이루어지되 규소입자들이 배열된 압연방향에 대해 수평 또는 수직으로 자속이 교차하도록 내측에 중공을 갖는 사각형상으로 이루어진다.

상기 봉 형상 코어편(3)은 상기 중공 코어편(2)과 마찬가지로 방향성 규소강판으로 이루어지고, 상기 중공 코어편(2)에 대해 돌출된 상태로 중공 코어편(2)을 수평방향으로 가로지르도록 결합되면서 상기 압연방향과 자속이 일치하도록 설치된다.

즉, 본 발명에 따른 인덕터(1)의 철심구조는 상기와 같이 중공 코어편(2)과 이를 가로지르면서 설치되는 봉 형상 코어편(3)으로 이루어져 자속이 압연방향과 교차하는 부분을 최소화함으로써 철손 즉 인덕터(1)의 열손실을 개선하도록 된 것이다.

그리고, 상기 봉 형상 코어편(3)은 단순한 막대형이 아니라 상기 중공 코어편(2)에 결합되는 봉 형상 코어편(3)의 양단부가 절곡형성되어 C자형 철심을 이루는 것이다.

상기 C자형 철심으로 이루어진 봉 형상 코어편(3)이 상기 중공 코어편(2)에 결합되면, 상기 봉 형상 코어편(3)에 코일(4)이 권취되는 부분이 상기 중공 코어편(2)과 일정간격을 두고 설치되는 것이다.

즉, 상기 봉 형상 코어편(3)에 권취된 코일(4)을 통해 발생되는 자속이 봉 형상 코어편(3)과 상기 중공 코어편(2)을 따라 일정한 방향으로 전달되는 것이다.

한편, 상기 봉 형상 코어편(3)의 양단면에 본드 자석을 부착하여 보다 간편하게 상기 중공 코어편(2)에 봉 형상 코어편(3)을 고정시킬 수 있는 것이다.

그러므로, 간편한 철심구조를 통해 인덕터(1)에서 발생되는 철손을 최소화할 수 있는 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 인덕터의 철심에서 발생되는 손실부위를 도시한 상태도로서, 상기 봉 형상 코어편(3)을 상기 중공 코어편(2)의 중심부에서 수평방향으 로 가로지르게 설치하게 되면, 상기 봉 형상 코어편(3)의 양단부에서 발생하는 자속(m)과 방향성 규소강판의 압연방향(R)이 서로 평행을 이루는 것이다.

즉, 누설용 인덕터(1)에서 철손이 일어나는 경우 상기 자속(m)과 압연방향(R)이 서로 수직되게 교차하는 부분에서 일어나는 바, 상기와 같이 봉 형상 코어편(3)을 압연방향(R)과 일치하게 설치함으로써 자속(m)이 압연방향(R)과 수직되게 교차하는 부분을 최소화하여 철손을 없애는 것이다.

상기의 구조로 이루어진 누설용 인덕터(1)의 철심 구조에 의해 상기 중공 코어편(2)과 상기 봉 형상 코어편(3)이 결합되는 지점에서 자속(m)이 상기 방향성 규소강판의 압연방향(R)과 수직으로 교차함으로써 철손부위(c)가 2개소에서 나타나는 것이다.

그러므로, 상기 철손부위(c)가 종래의 철심구조에 비해 현저히 적어짐으로써 철손에 의한 인덕터(1)의 효율성 저하를 막아줄 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같이 방향성 규소강판을 누설용 인덕터(1)에 사용하는 경우 자속(m)과 규소강판의 압연방향(R)을 손실이 적도록 정렬함으로써 철손을 줄여주며, 이를 통해 인덕터(1)의 효율을 향상시키는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인덕터의 철심구조에 의하면, 방향성 규소강판의 압연방향에 대해 철심의 자속이 수직되는 것을 최소화할 수 있고, 이에 따라 철심에서 발생되는 철손 즉 인덕터의 열손실을 최소화하며, 상기 열손실의 최소화로 인덕터의 효율을 향상시키고, 상기 누설용 인덕터가 적용되는 각종 제 품의 시스템 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 입자가 한쪽 방향으로 배열된 압연방향을 갖는 방향성 규소강판으로 이루어지면서 이 압연방향에 대해 수평 또는 수직으로 자속이 교차하도록 내측에 중공을 갖는 사각형상의 중공 코어편과,

   상기 중공 코어편의 일측에서 돌출된 상태로 중공 코어편을 수평방향으로 가로지르도록 결합되면서 상기 압연방향과 자속이 일치하도록 설치된 봉 형상 코어편을 포함하여 구성된 인덕터의 철심구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 봉 형상 코어편의 양단부가 절곡형성되어 상기 중공 코어편에 결합되는 봉 형상 코어편이 C자형 철심을 이루도록 된 것을 특징으로 하는 인덕터의 철심구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 중공 코어편과 상기 봉 형상 코어편이 결합되는 지점에서 자속이 상기 방향성 규소강판의 압연방향과 수직으로 교차함으로써 철손부위가 2개소에서 나타나는 것을 특징으로 하는 인덕터의 철심구조.

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