WO2012157053A1 - リアクトル装置及びそれを用いた電力変換器 - Google Patents

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WO2012157053A1
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magnetic
leg iron
magnetic leg
reactor
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栗田　直幸
井出　一正
加藤　修治
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株式会社日立製作所
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    • H01F3/04—Cores, Yokes, or armatures made from strips or ribbons
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
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    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F2027/348—Preventing eddy currents

Definitions

  • the present invention relates to a reactor device provided in a power system and a power converter using the same.
  • the core of a large-capacity three-phase reactor device or transformer provided in the power system is generally constructed by stacking a plurality of thin silicon steel plates or amorphous magnetic materials in order to reduce operating loss (iron loss). Laminated core is used. Then, three sets of coils are wound on three magnetic legs formed of a laminated core and formed on a plane. In addition, coils are wound on the outside of the three magnetic legs in order to flow the magnetic flux associated with the zero-phase impedance generated when the voltage value of each phase in the three-phase AC power supply or the mutual phase difference deviates from the ideal state. A three-phase five-legged iron core in which two additional zero-phase magnetic legs are added is often used.
  • Patent Document 1 As a configuration of such a three-phase five-legged transformer, there is, for example, Patent Document 1.
  • a two-legged iron core consisting of a laminated iron core formed by stacking a plurality of thin steel plates is juxtaposed four in a unit of this two-legged iron core to constitute a three-phase five-legged iron core, A technique is disclosed in which each phase coil is wound around three main legs, which are the main legs.
  • FIG. 1 The outline
  • four annular two-legged iron cores 331 formed by laminating thin magnetic materials are adjacent to each other, and three magnetic legs 331a, 331b, and 331c formed adjacent to each other form coils 330a and 330b, respectively.
  • a three-phase coil is configured by winding 330 c.
  • the magnetic legs 331 d and 331 e in which the coils of the two-leg iron cores at both ends are not wound function as magnetic legs for zero-phase impedance.
  • this structure is disclosed as a transformer in patent document 1, when each coil consists only of a primary winding and a secondary winding does not exist, it functions as a reactor apparatus in the exact same iron core shape. .
  • three-phase five-legged core of the conventional configuration three-phase coils are arranged side by side on a plane, the width of the transformer or reactor device becomes large, and there is a problem in accommodation. Further, since the mutual distance between the three coils is different, the symmetry of the electrical characteristics of each phase is easily deviated, and there is a problem that it is difficult to obtain the stability of operation and the low loss characteristics.
  • the objective is to provide the power converter which used the reactor apparatus excellent in accommodation property and an electrical property.
  • the reactor device of the present invention was constituted as follows. That is, two opposing yoke cores, a plurality of magnetic leg cores on which coils are wound and gap adjusting means are provided, and one or more zero-phase magnetic leg cores on which coils are not wound; And the two opposing yoke cores are connected to each other by the plurality of magnetic leg iron cores and the one or more zero-phase magnetic leg iron cores.
  • the power converter of the present invention is characterized in that the reactor device is used.
  • the reactor apparatus excellent in accommodation property and an electrical property, and a power converter using the same can be provided.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a reactor device 10 of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the reactor device 10 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view showing a structure of reactor apparatus 10 of the first embodiment in a cross section along dashed-dotted line 201 shown in FIG.
  • the figure which took out and showed the magnetic leg iron core 31 is described on the left.
  • the yoke cores 11a and 11b formed by winding them in a toroidal shape (annular ring shape) while providing insulation to a thin strip magnetic material have a circular shape with a hollow thickness.
  • the fact that the yoke core 11a is described as a plurality of concentric circles in FIG. 1 represents that it is wound in a toroidal shape.
  • the magnetic leg iron core 31 has a cylindrical form formed by winding a thin strip magnetic material while providing insulation.
  • the fact that the magnetic leg iron core 31 is described as a plurality of concentric circles means that it is formed by being wound in a cylindrical shape.
  • slits (gaps) 3 a are provided in at least one place in the longitudinal direction of the magnetic leg iron core 31.
  • the electrical characteristics of reactor device 10 are such that the lamination direction of the thin strip-shaped magnetic materials constituting the plurality of magnetic leg iron cores 31 is substantially the same as the lamination direction of the thin strip-shaped magnetic materials constituting yoke iron cores 11a and 11b.
  • the yoke iron cores 11a and 11b and the magnetic leg iron core 31 are formed of an isotropic material having soft magnetic properties, such as ferrite and a dust core.
  • the yoke iron cores 11a and 11b are disposed to face the upper and lower ends of the reactor device 10 (FIG. 1, FIG. 3).
  • Three magnetic leg iron cores 31 are provided between the yoke iron cores 11a and 11b, and magnetically connect two yoke iron cores 11a and 11b.
  • gaps gaps (gaps, gaps) by the gap adjusting means 5a (FIG. 3) are present at locations where the yoke iron cores 11a and 11b and the magnetic leg iron cores 31 are connected.
  • the three magnetic leg iron cores 31 are, as shown in FIG. 2, the yoke iron cores 11a, 11b in a positional relationship of an angle of about 120 degrees with respect to the concentric axes of the hollow circular iron cores 11a and 11b. It is arranged on the circumference of 11b.
  • the reason why the three magnetic leg iron cores 31 are arranged in the positional relationship is to cause the reactor device 10 of the present embodiment to function as a three-phase reactor for three-phase alternating current, and electrical at that time. This is to ensure symmetry.
  • the magnetic leg iron core 31 has at least 1 or more gap adjustment means (5a, 5b) Is provided. These gap adjusting means may be provided at the connecting portion with the yoke iron cores 11a and 11b like the gap adjusting means 5a, or may be provided in the middle of the magnetic leg iron core 31 like the gap adjusting means 5b.
  • the coil 21 is wound around each of the three magnetic leg iron cores 31 as shown in FIGS. 1 to 3. With this configuration, electrically, the basic structure of the reactor in which the coil is wound around the high permeability core is embodied.
  • the coil 21 is comprised by the linear conductor provided with the insulation member, or a plate-shaped conductor. Further, when current flows through the coil 21, a magnetic flux is generated in the longitudinal direction of the magnetic leg iron core 31, but the magnetic flux causes an eddy current to flow in the circumferential direction of the magnetic leg iron core 31 to increase the loss of the reactor device 10. In order to prevent this, as described above, at least one slit 3a is provided in the longitudinal direction of the magnetic core 31 to prevent the generation of the eddy current.
  • the zero-phase magnetic leg iron core 41 has a rectangular parallelepiped shape in which a plurality of thin strip magnetic materials are insulated and laminated.
  • FIG. 1 the fact that the zero-phase magnetic leg iron core 41 is described as a set of a plurality of rectangular parallelepipeds indicates that they are laminated and formed.
  • the zero-phase magnetic leg iron core 41 is rotated by an angle of about 60 degrees from the position of the magnetic leg iron core 31 on the basis of the concentric axes of the hollow yoke iron cores 11a and 11b having a hollow shape as shown in FIG.
  • the yoke iron cores 11a and 11b are connected in the same manner as the magnetic leg iron core 31.
  • the yoke iron cores 11a and 11b are arranged in the same circumference (approximately 120 degrees between the three zero-phase magnetic leg iron cores 41).
  • a three-phase reactor device 10 is formed in which each portion of the iron core is formed using a component in which a plurality of thin strip-shaped magnetic materials are laminated.
  • the reactor device 10 according to the first embodiment includes three magnetic leg iron cores 31, three coils 21 around which the magnetic leg iron cores 31 are wound, and three zero-phase magnetic leg iron cores 41. And is configured. And since these magnetic leg iron cores 31, coil 21, and magnetic leg iron core 41 for zero phases are arranged on the circumference of yoke iron cores 11a and 11b at an angle of 120 degrees, respectively, reactor device 10 has three phases. It has good symmetry as an alternating current and is excellent in electrical characteristics.
  • FIG. 4 is a top perspective view showing the structure of the reactor device of the second embodiment.
  • the figure which took out and showed the magnetic leg iron core 32 is described on the right.
  • at least one gap adjusting means (corresponding to 5a and 5b in FIG. 3) is provided in the three magnetic leg iron cores 32, and together with the three zero-phase magnetic leg iron cores 42, Two yoke iron cores 11a and 11b are connected.
  • the lamination direction of the strip-shaped magnetic materials of the magnetic leg iron core 32 and the zero-phase magnetic leg iron core 42 is the same as the lamination direction of the yoke iron cores 11a and 11b, and preferably the radial direction.
  • the configuration shown in FIG. 4 described above is different from FIG. 2 showing the first embodiment in that the magnetic leg iron core 32 and the coil 22 are in the shape of a rectangular solid.
  • the magnetic leg iron core 32 and the coil 22 are in the shape of a rectangular solid.
  • the second embodiment is substantially the same as FIG.
  • FIG. 5 is a top perspective view showing the structure of the reactor device of the third embodiment.
  • the figure which took out and showed the magnetic leg iron core 33 is described in the right.
  • the three magnetic leg iron cores 33 wound with the coil 23 and the three zero phase magnetic leg iron cores 43 all insulate and laminate a plurality of thin strip magnetic materials. It has an almost fan-like shape.
  • the magnetic iron core 33 and the three zero-phase magnetic iron cores 43 which are substantially fan-shaped, for example, an iron core formed by winding a thin strip magnetic material in a toroidal shape while providing insulation, with an appropriate angle. It is formed by cutting in the radial direction.
  • At least one gap adjusting means (corresponding to 5a and 5b in FIG. 3) is provided in the three magnetic leg iron cores 33, and together with the three zero-phase magnetic leg iron cores 43, Two yoke iron cores 11a and 11b are connected.
  • the lamination direction of the strip-shaped magnetic materials of the magnetic leg iron core 33 and the zero-phase magnetic leg iron core 43 is the same as the lamination direction of the yoke iron cores 11a and 11b, and preferably in the radial direction.
  • the coil 23 since the coil 23 is wound around the substantially fan-shaped magnetic leg iron core 33, the coil 23 has a shape reflecting the shape (generally fan-shaped) of the magnetic leg iron core 33.
  • the configuration shown in FIG. 5 described above is different from FIG. 2 showing the first embodiment in that the magnetic leg iron core 33, the coil 23, and the zero-phase magnetic leg iron core 43 are substantially fan-shaped. .
  • the magnetic leg iron core 33, the coil 23, and the zero-phase magnetic leg iron core 43 may have a substantially fan-like shape, which may bring about an effect on downsizing of the reactor device. Further, except for the shapes of the magnetic leg iron core 33, the coil 23, and the zero-phase magnetic leg iron core 43 in the third embodiment, they are substantially the same as those in FIG.
  • FIG. 6 is a top perspective view showing the structure of the reactor device of the fourth embodiment.
  • the three magnetic leg iron cores 34 wound with the coil 24 and the three zero phase magnetic leg iron cores 44 are all laminated by winding a plurality of thin strip magnetic materials while providing insulation. It has a cylindrical shape. Similar to the magnetic leg iron core 31 shown in the first embodiment, each magnetic leg iron core 34 may be provided with a slit (3a, as shown in FIG. 1) in the longitudinal direction. Further, although not shown, at least one gap adjusting means (corresponding to 5a and 5b in FIG. 3) is provided in the three magnetic leg iron cores 34, together with the three zero-phase magnetic leg iron cores 44. Two yoke iron cores 11a and 11b are connected.
  • the configuration shown in FIG. 6 described above is different from FIG. 2 showing the first embodiment in that the zero-phase magnetic leg iron core 44 has a cylindrical shape.
  • the symmetry of the zero-phase magnetic leg iron core 44 may be improved by making the zero-phase magnetic leg iron core 44 cylindrical in shape, which may bring about an improvement in the electrical characteristics of the reactor device.
  • the configuration other than the shape of the zero-phase magnetic leg core 44 in the fourth embodiment is substantially the same as that in FIG. 2 showing the first embodiment, and therefore, the overlapping description will be omitted.
  • FIG. 7 is a top perspective view showing the structure of the reactor device of the fifth embodiment.
  • three magnetic leg iron cores 35 wound with a coil 25 and one zero phase magnetic leg iron core 45 are all cylindrical columns formed by winding a thin strip magnetic material while providing insulation. doing.
  • each magnetic leg iron core 35 may be provided with a slit (3a, as shown in FIG. 1) in the longitudinal direction.
  • at least one gap adjusting means (corresponding to 5a and 5b in FIG. 3) is provided in the three magnetic leg iron cores 35, and together with one zero-phase magnetic leg iron core 45, Two yoke iron cores 11a and 11b are connected.
  • FIG. 7 The configuration shown in FIG. 7 described above is different from FIG. 2 showing the first embodiment in that there is one zero-phase magnetic leg iron core 45. Since the region occupied by the zero-phase magnetic leg iron core 45 is reduced by having one zero-phase magnetic leg iron core 45, the reactor device may be reduced in size.
  • the second embodiment is substantially the same as FIG. 2 showing the first embodiment, except for the change in the number of zero-phase magnetic leg cores 45 in the fifth embodiment, and therefore, the redundant description will be omitted.
  • FIG. 8 is a view showing an example of the shape of the yoke core of the present invention, where (a) is a view showing the shape of the yoke core of the reactor device of the sixth embodiment, and (b) is a seventh embodiment. It is a figure which shows the shape of the yoke core of the reactor apparatus of form.
  • Fig.8 (a) is a figure which shows the shape of yoke iron core 12a, 12b of the reactor apparatus of 6th Embodiment.
  • the yoke cores 12a and 12b have a hollow rectangular shape when viewed from the top.
  • the yoke iron cores 11a and 11b (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 to FIG. 7) show an example using a hollow toroidal shape. It may have the shape of a hollow square shown in a).
  • the shape of the hollow square of the yoke iron cores 12a and 12b shown in FIG. 8 (a) increases the degree of freedom of the shape as the reactor device, and the miniaturization as the reactor device and the installation area It may be effective for reduction.
  • FIG.8 (b) is a figure which shows the shape of yoke iron core 13a, 13b of the reactor apparatus of 7th Embodiment.
  • the yoke cores 13a and 13b are in the shape of a hollow triangle (regular triangle) when viewed from the top.
  • the yoke iron cores 11a and 11b (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4 to FIG. 7) show an example using a hollow toroidal one, and in the sixth embodiment Although the yoke iron cores 12a and 12b (FIG.
  • FIG. 8 (a) have shown the example which used the thing of the shape of a hollow square, even if it has the shape of the hollow triangle shown in FIG.8 (b) Good. Due to the hollow triangular shape of the yoke iron cores 13a and 13b shown in FIG. 8 (b) above, the freedom of the shape as the reactor device is increased, and the miniaturization as the reactor device and the installation area It may be effective for reduction.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a method of fixing a reactor device according to an eighth embodiment.
  • the reactor devices (11a, 11b, 21, 31) are mounted on the pedestal 7, covered with the fixing jig 6 from above, and crimped and fixed by the fixing means 8a, 8b.
  • the pedestal 7 and the fixing jig 6 may be formed of a plate-like member that completely covers the reactor device, or may be formed of a frame-like member that does not completely cover the reactor device.
  • cooling means 9 may be provided on the concentric axes of the yoke cores 11a and 11b as necessary. The above fixing method and the installation of the cooling means 9 make the embodiment practical.
  • reactor apparatus 11a, 11b, 21, 31
  • FIG. 9 2nd Embodiment-5th Embodiment
  • FIG. 9 The same fixing method and installation of the cooling means 9 (FIG. 9) are applicable also to the reactor apparatus of.
  • FIG. 10 shows a configuration of a power converter 210 according to a ninth embodiment of the present invention, and is a circuit diagram in which the reactor device shown in the first to eighth embodiments is applied to the power converter 210.
  • the circuit diagram shown in FIG. 10 shows a circuit configuration of a power converter as a three-phase uninterruptible power supply apparatus of a constant inverter feeding system.
  • power converter 210 is provided between AC power supply 213 and load 214.
  • the power converter 210 includes a rectifier circuit 211 that converts AC power of the AC power supply 213 into DC power, and an inverter circuit 212 that converts DC power into AC voltage of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. Further, a smoothing capacitor 218 and a chopper circuit 215 are connected between the output terminal of the rectifier circuit 211 and the input terminal of the inverter circuit 212.
  • the rectifier circuit 211 is a bridge circuit in which a filter circuit 223 having a reactor 220 for three phases and a capacitor 221 for three phases is bridge-connected with switching elements 217 of a plurality of IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) which are semiconductor elements.
  • AC / DC converter AC / DC converter
  • the inverter circuit 212 includes a DC / AC conversion circuit 224 in which switching elements 217 of a plurality of IGBTs are connected in a bridge, and a filter circuit 223 having a three-phase reactor 220 and a three-phase capacitor 221. .
  • the switching elements 217 formed of a plurality of IGBTs in the bridge circuit 222 and the DC / AC conversion circuit 224 are integrally subjected to PWM (Pulse Width Modulation) control integrally from the gate terminals, and perform the desired functions described above. Moreover, the diode which protects an overvoltage is added or parasitically to each switching element 217 of IGBT, and it is reversely connected in parallel.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • the reactor device of any of the first to eighth embodiments is used as the reactor 220 for three phases included in the filter circuit 223 provided in the rectifier circuit 211 and the inverter circuit 212.
  • switching elements 217 formed of two IGBTs are connected in series, and are connected between both terminals of the capacitor 218.
  • One end of a coil or reactor 219 is connected to a connection point of two switching elements 217, and a battery 216 is connected between the other end of the reactor 219 and the emitter of one switching element 217.
  • the inverter circuit 212 again converts direct current to an arbitrary voltage and an arbitrary frequency suitable for the load 214. It is converted into alternating current and sent to the load 214. Further, when the power supply from the AC power supply 213 is cut off as an operation (during an operation 1 other than the normal operation) which is not a normal operation time, the battery 216 and the inverter circuit 212 are connected by the function of the chopper circuit 215. The power from the battery 216, which has been converted to AC power by the inverter circuit 212, continues to be supplied.
  • bypass circuit 225 is connected, and the load 214 from the AC power supply 213 via the bypass circuit 225 without passing through the rectifier circuit 211 or the inverter circuit 212.
  • AC power is supplied to the Note that the function of the bypass circuit 225 is determined by the specifications of the power converter 210.
  • the rectifier circuit 211 is an AC / DC conversion circuit that converts three-phase AC power into DC power
  • the inverter circuit 212 converts DC power into three-phase AC power of an arbitrary voltage and an arbitrary frequency. It is a DC / AC conversion circuit.
  • the rectifier circuit 211 and the inverter circuit 212 operate a plurality of switching elements that perform PWM control. In the process of these switching operations, harmonic components (ripple components) are generated.
  • a filter circuit 223 is used to remove these generated harmonic components and to match the impedance between the AC power supply 213 and the bridge circuit 222 and between the load 214 and the bridge circuit 222.
  • the filter circuit 223 is configured using a reactor 220 for three phases and a capacitor 221 for three phases.
  • the reactor apparatus according to any one of the first to eighth embodiments of the present invention described above is used for the three-phase reactor 220.
  • a power converter having three-phase symmetry excellent electric characteristics and high conversion efficiency, and reduced in volume and weight can be obtained.
  • the magnetic leg iron cores 31 to 35 shown in the first to fifth embodiments described above are examples of columnar, rectangular parallelepiped, and sector shapes formed by laminating thin strip magnetic materials.
  • the reactor apparatus may be configured by any combination of leg iron cores.
  • an isotropic magnetic material such as ferrite or powder compacting material may be used, or an iron core using them and an iron core using a thin strip magnetic material may be combined.
  • the yoke iron cores 11a to 13a and 11b to 13b are hollow toroidal, or quadrilateral or triangular as shown in FIG. 8, but the shape is not limited to these and any hollow polygonal prism may be used. Moreover, it may be any substantially plate-like shape which is not hollow.
  • the number of magnetic leg iron cores 31 to 35 is, for example, three as shown in FIG. 1 and FIG. 2, but may be a multiple such as a multiple of three. Alternatively, the number may be any number as long as it is not limited to three phases.
  • the three magnetic leg iron cores 31 to 34 are positions at an angle of about 120 degrees with respect to the concentric axis of the hollow circular iron cores 11a and 11b. Although they are disposed on the circumference of the yoke cores 11a and 11b in relation, they are not necessarily limited to about 120 degrees. As shown in FIG. 7 showing the fifth embodiment, it may differ by approximately 120 degrees. Furthermore, if the number of phases is not limited to three, there is an angle between a plurality of magnetic leg iron cores suitable for the number of phases at that time.
  • FIG. 5 showing the third embodiment, as a method of forming the magnetic sector 33 and the three zero-phase magnetic cores 43 having a substantially fan-like shape, “while the thin strip magnetic material is insulated, Although the core formed by toroidal shape is cut in the radial direction at an appropriate angle ", other methods may be used as long as a substantially fan-like shape shown in FIG. 5 is obtained.
  • the bridge circuit 222 in the power converter 210 shown in FIG. 10 bridge-connects the IGBT which is the switching element 217 of the semiconductor element and performs PWM control of the IGBT to function together with the capacitor 218 and the filter circuit 223.
  • the function of the rectifier circuit or AC / DC converter that converts phase AC power to DC power is configured, but the configuration of the bridge circuit 222 as a part of the rectifier circuit that converts three-phase AC power to DC power is IGBT Not only.
  • MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • Bipolar transistor Bipolar junction transistor
  • BiCMOS Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • diodes which are semiconductor elements may be bridge-connected.
  • the example of the uninterruptible power supply was shown in FIG. 10 as application of the reactor apparatus of embodiment of this invention, it is not limited to this.
  • the reactor device of the present invention for a filter circuit of a power converter for another application using a bridge circuit, it is possible to provide a small-sized and highly efficient power converter.
  • the accommodation is superior to that of a conventional reactor using a three-phase five-legged core, the symmetry between polyphase coils is improved, and the stability of operation is low. It becomes possible to provide a reactor device excellent in loss characteristics and a power converter using the same.

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Abstract

　リアクトル装置１０として、２つの対向するヨーク鉄心１１ａ、１１ｂと、コイル２１を巻回させ、ギャップ調整手段５ａ、５ｂが設けられている複数の磁脚鉄心３１と、コイルを巻回させていない１本以上の零相用磁脚鉄心４１と、を備え、前記２つの対向するヨーク鉄心１１ａ、１１ｂ同士を、前記複数の磁脚鉄心３１と、前記１本以上の零相用磁脚鉄心４１とで接続している。　また、前記リアクトル装置を電力変換器に用いる。

Description

リアクトル装置及びそれを用いた電力変換器
　本発明は、電力系統に備えられるリアクトル装置、及び、それを用いた電力変換器に関するものである。
　電力系統に備えられる大容量の三相のリアクトル装置や変圧器の鉄心は、一般に、動作時の損失（鉄損）を減らすために薄い珪素鋼板やアモルファス等の磁性材料を複数枚重ねて構成される積層鉄心が用いられる。そして、積層鉄心で構成され、平面上に形成された３本の磁脚に、３組のコイルが巻かれている。
　また、三相交流電源における各相の電圧値や相互の位相差が理想状態から外れた際に発生する零相インピーダンスに伴う磁束を流すため、前記３本の磁脚の外側に、コイルを巻いていない零相用の磁脚をさらに２本追加した三相五脚型鉄心がよく用いられる。
　このような三相五脚型変圧器の構成として、例えば特許文献１がある。この特許文献１には、薄い鋼板を複数枚積み重ねて形成された積層鉄心からなる二脚鉄心が、この二脚鉄心を単位として４個を並設されて、三相五脚鉄心を構成し、これらの主脚である３本の磁脚に各相コイルを巻装する技術が開示されている。
特開平５－２３４７８３号公報
　特許文献１に示された、三相五脚型鉄心による三相変圧器の構造の概要を、図１１に示す。この図では、薄い磁性材料を積層させて構成した環状の二脚鉄心３３１を４つ隣接させ、相隣り合って形成される３個所の磁脚部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃにそれぞれコイル３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃを巻いて三相コイルを構成している。また、両端の二脚鉄心のコイルが巻かれていない磁脚部３３１ｄ、３３１ｅを零相インピーダンス用の磁脚として機能させる。なお、特許文献１では本構成を変圧器として開示しているが、各コイルが１次巻線のみからなり、２次巻線が存在しない場合は、全く同一の鉄心形状においてリアクトル装置として機能する。
　しかしながら、前述した従来構成の三相五脚型鉄心は、三相のコイルが平面上に並んで構成されることとなり、変圧器、あるいはリアクトル装置の横幅が大きくなり、収容性に問題がある。また、３つのコイル間の相互の距離が異なるため、各相の電気的な特性の対称性がずれやすく、動作の安定性や低損失特性が得られにくいという問題がある。
　そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであって、その目的は、収容性と電気的特性に優れたリアクトル装置と、それを用いた電力変換器を提供することである。
　前記の課題を解決するために、本発明のリアクトル装置を以下のように構成した。すなわち、２つの対向するヨーク鉄心と、コイルを巻回させ、ギャップ調整手段が設けられている複数の磁脚鉄心と、コイルを巻回させていない１本以上の零相用磁脚鉄心と、を備え、前記２つの対向するヨーク鉄心同士を、前記複数の磁脚鉄心と、前記１本以上の零相用磁脚鉄心とで接続していることを特徴とする。
　また、本発明の電力変換器は、前記リアクトル装置を用いたことを特徴とする。
　本発明によれば、収容性と電気的特性に優れたリアクトル装置と、それを用いた電力変換器を提供できる。
本発明の第１実施形態のリアクトル装置の構造を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。 本発明の第１実施形態のリアクトル装置の構造を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。 本発明の第３実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。 本発明の第４実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。 本発明の第５実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。 本発明のヨーク鉄心の形状の例を示す図であり、（ａ）は第６実施形態のリアクトル装置のヨーク鉄心の形状を示す図であり、（ｂ）は第７実施形態のリアクトル装置のヨーク鉄心の形状を示す図である。 本発明の第８実施形態のリアクトル装置の固定方法を示す縦断面図である。 本発明の第９実施形態の電力変換器の構成を示し、リアクトル装置を電力変換器に適用した回路図である。 従来のリアクトル装置を用いた三相五脚型変圧器の一例の構造の概要を示す図である。
　以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照して説明する。
(第１実施形態)
　本発明の第１実施形態を、図１～図３を参照して説明する。
　図１は、第１実施形態のリアクトル装置１０の構造を示す斜視図である。なお、磁脚鉄心３１と零相用磁脚鉄心４１とを取り出して示した図をそれぞれ左右に表記している。
　図２は、第１実施形態のリアクトル装置１０を上面から見た図である。ただし、上面に位置するヨーク鉄心１１ａを透過して見た上面透視図であり、かつコイル２１の円形の最外殻を表記上の都合により、破線で表している。
　図３は、第１実施形態のリアクトル装置１０を、図２で示した一点鎖線２０１における断面での構造を示した縦断面図である。なお、磁脚鉄心３１を取り出して示した図を左に表記している。
　図１に示すように、薄帯状磁性材料に絶縁を施しながらトロイダル状（円環状）に巻いて形成したヨーク鉄心１１ａ、および１１ｂは、中空を有する円形の厚みのある形状である。また、ヨーク鉄心１１ａが、図１において、複数の同心円として表記されているのは、トロイダル状に巻いて形成されたことを表しているものである。
　磁脚鉄心３１は、薄帯状磁性材料を絶縁を施しながら巻いて構成した円柱状の形態をしている。図１、図３において、磁脚鉄心３１が複数の同心円として表記されているのは、円柱状に巻いて形成されたことを表しているものである。
　また、磁脚鉄心３１の長手方向に、少なくとも１ヵ所にスリット（間隙）３ａ（図１、図３）を設けている。
　また、複数の磁脚鉄心３１を構成する薄帯状磁性材料の積層方向は、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂを構成する薄帯状磁性材料の積層方向と略同一であることが、リアクトル装置１０の電気的特性を良くする観点からは望ましい。
　また、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂと磁脚鉄心３１は、フェライト、圧粉導体などの軟磁性特性を有する等方材料により形成されている。
　ヨーク鉄心１１ａ、および１１ｂは、リアクトル装置１０の上下端に対向して配置される（図１、図３）。
　磁脚鉄心３１は、ヨーク鉄心１１ａ、および１１ｂとの間に３本備えられ、２つのヨーク鉄心１１ａと１１ｂとを磁気的に接続する。ただし、後記するように、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂと磁脚鉄心３１とを接続する箇所において、ギャップ調整手段５ａ（図３）によるギャップ（間隙、空隙）が存在する場合もある。
　３本の磁脚鉄心３１は、図２に示すように、中空を有する円形の形状のヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの同心軸を基準として、互いに略１２０度の角度の位置関係で、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの円周上に配置されている。
　なお、３本の磁脚鉄心３１を前記位置関係に配置するのは、本実施形態のリアクトル装置１０が、３相交流用の３相のリアクトルとして機能させるためであり、その際の電気的な対称性を確保するためである。
　また、鉄心の磁気飽和によるリアクトル装置１０のインダクタンス値の変化や損失の増加を防止するため、磁脚鉄心３１には図３に示すように、少なくとも１ヵ所以上のギャップ調整手段（５ａ、５ｂ）が設けられる。これらのギャップ調整手段は、ギャップ調整手段５ａのようにヨーク鉄心１１ａ、１１ｂとの接続部に設けてもよいし、ギャップ調整手段５ｂのように磁脚鉄心３１の中途に設けてもよい。
　コイル２１は、図１～図３に示すように、３本の磁脚鉄心３１のそれぞれに巻回されている。この構成により、電気的には、透磁率の高い鉄心の周りにコイルが巻かれているリアクトルの基本構造が具現化される。
　なお、コイル２１は、絶縁部材を備えた線状導体、または板状導体により構成されている。
　また、コイル２１に電流を流すと磁脚鉄心３１の長手方向に磁束が発生するが、その磁束により磁脚鉄心３１の円周方向に渦電流が流れてリアクトル装置１０の損失が増加するのを防止するため、前記したように、磁脚鉄心３１の長手方向に、少なくとも１ヵ所にスリット３ａを設けていて、渦電流の発生を防止する。
　零相用磁脚鉄心４１は、複数枚の薄帯状磁性材料に絶縁を施して、積層させた直方体状の形態をしている。図１において、零相用磁脚鉄心４１が複数の直方体の集合として表記されているのは、積層されて形成されたことを表しているものである。
　零相用磁脚鉄心４１は、図２に示すように中空を有する円形の形状のヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの同心軸を基準として、磁脚鉄心３１の位置から、それぞれ略６０度の角度だけ回転させた円周上に配置され（３本の零相用磁脚鉄心４１の相互間では略１２０度）、磁脚鉄心３１と同様にヨーク鉄心１１ａと１１ｂとを接続している。
　零相用磁脚鉄心４１は、３本の磁脚鉄心３１に巻回させたコイル２１に流れる三相交流電流の位相が理想状態からずれた際に発生する、零相インピーダンスによる磁束を流す経路として備えられている。
　以上の構造により、鉄心の各部分が複数枚の薄帯状磁性材料を積層させた部品を用いて形成された三相のリアクトル装置１０が構成されている。
　図２に示したように、第１実施形態のリアクトル装置１０は、３本の磁脚鉄心３１と、磁脚鉄心３１を巻回する３つのコイル２１と、３つの零相用磁脚鉄心４１とを備えて構成されている。そして、これらの磁脚鉄心３１、コイル２１、零相用磁脚鉄心４１は、それぞれ１２０度の角度をもってヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの円周上に配置されているので、リアクトル装置１０は、３相交流としての対称性がよく、電気的な特性において優れている。
(第２実施形態)
　次に、本発明の第２実施形態を説明する。
　図４は、第２実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。なお、磁脚鉄心３２を取り出して示した図を右に表記している。
　図４において、コイル２２を巻回させた３本の磁脚鉄心３２、および３本の零相用磁脚鉄心４２が、すべて複数枚の薄帯状磁性材料に絶縁を施して積層させた直方体の形状としている。
　また、図示していないが、３本の磁脚鉄心３２には少なくとも１ヵ所以上のギャップ調整手段（図３における５ａ、５ｂ相当）が設けられ、３本の零相用磁脚鉄心４２とともに、２つのヨーク鉄心１１ａと１１ｂとを接続している。
　なお、磁脚鉄心３２および零相用磁脚鉄心４２の薄帯帯状磁性材料の積層方向はヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの積層方向と同じとし、動径方向とするのがよい。
　以上の図４に示した構成は、磁脚鉄心３２とコイル２２が直方体の形状であることが、第１実施形態を示した図２と異なる点である。磁脚鉄心３２とコイル２２とを直方体の形状としたことで、リアクトル装置としての小型化や製造工程における工程数の軽減に効果をもたらす場合がある。
　また、第２実施形態における磁脚鉄心３２とコイル２２の形状以外は、第１実施形態を示した図２とほぼ同様であるので、重複する説明は省略する。
(第３実施形態)
　次に、本発明の第３実施形態について述べる。
　図５は、第３実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。なお、磁脚鉄心３３を取り出して示した図を右に表記している。
　図５において、コイル２３を巻回させた３本の磁脚鉄心３３、および３本の零相用磁脚鉄心４３が、すべて複数枚の薄帯状磁性材料を、絶縁を施して、積層させた略扇形の形状をしている。
　これらの略扇形の形状である磁脚鉄心３３および３本の零相用磁脚鉄心４３は、例えば薄帯状磁性材料を、絶縁を施しながらトロイダル状に巻いて形成した鉄心を、適当な角度をもってその動径方向に切断することにより形成される。
　また、図示していないが、３本の磁脚鉄心３３には少なくとも１ヵ所以上のギャップ調整手段（図３における５ａ、５ｂ相当）が設けられ、３本の零相用磁脚鉄心４３とともに、２つのヨーク鉄心１１ａと１１ｂを接続している。なお、磁脚鉄心３３および零相用磁脚鉄心４３の薄帯帯状磁性材料の積層方向はヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの積層方向と同じとし、動径方向とするのがよい。
　また、コイル２３は前記したように、略扇形状の磁脚鉄心３３の周りに巻かれるので、前記磁脚鉄心３３の形状（略扇形）を反映した形状となる。
　以上の図５に示した構成は、磁脚鉄心３３とコイル２３と零相用磁脚鉄心４３とが略扇形の形状であることが、第１実施形態を示した図２と異なる点である。磁脚鉄心３３とコイル２３と零相用磁脚鉄心４３とが略扇形の形状としたことで、リアクトル装置としての小型化に効果をもたらす場合がある。
　また、第３実施形態における磁脚鉄心３３とコイル２３と零相用磁脚鉄心４３の形状以外は、第１実施形態を示した図２とほぼ同様であるので、重複する説明は省略する。
(第４実施形態)
　次に、本発明の第４実施形態について述べる。
　図６は、第４実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。
　図６において、コイル２４を巻回させた３本の磁脚鉄心３４、および３本の零相用磁脚鉄心４４が、すべて複数枚の薄帯状磁性材料を、絶縁を施しながら巻いて積層した構成の円柱状をしている。
　第１実施形態に示した磁脚鉄心３１と同様に、各磁脚鉄心３４にはその長手方向にスリット（３ａ、図１、相当）を設けるのがよい。また、図示していないが、３本の磁脚鉄心３４には少なくとも１ヵ所以上のギャップ調整手段（図３における５ａ、５ｂ相当）が設けられ、３本の零相用磁脚鉄心４４とともに、２つのヨーク鉄心１１ａと１１ｂとを接続している。
　以上の図６に示した構成は、零相用磁脚鉄心４４が円柱状の形状であることが、第１実施形態を示した図２と異なる点である。零相用磁脚鉄心４４が円柱状の形状としたことで、零相用磁脚鉄心４４の対称性が向上し、リアクトル装置としての電気的特性の改善に効果をもたらす場合がある。
　また、第４実施形態における零相用磁脚鉄心４４の形状以外は、第１実施形態を示した図２とほぼ同様であるので、重複する説明は省略する。
(第５実施形態)
　次に、本発明の第５実施形態について述べる。
　図７は、第５実施形態のリアクトル装置の構造を示す上面透視図である。
　図７において、コイル２５を巻回させた３本の磁脚鉄心３５、および１本の零相用磁脚鉄心４５が、すべて薄帯状磁性材料を、絶縁を施しながら巻いて構成した円柱状をしている。
　第１実施形態に示した磁脚鉄心３１と同様に、各磁脚鉄心３５にはその長手方向にスリット（３ａ、図１、相当）を設けるのがよい。また、図示していないが、３本の磁脚鉄心３５には少なくとも１ヵ所以上のギャップ調整手段（図３における５ａ、５ｂ相当）が設けられ、１本の零相用磁脚鉄心４５とともに、２つのヨーク鉄心１１ａと１１ｂとを接続している。
　以上の図７に示した構成は、零相用磁脚鉄心４５が１本であることが、第１実施形態を示した図２と異なる点である。零相用磁脚鉄心４５が１本としたことで、零相用磁脚鉄心４５の占有する領域が低減するので、リアクトル装置としての小型化に効果をもたらす場合がある。
　また、第５実施形態における零相用磁脚鉄心４５の本数の変更以外は、第１実施形態を示した図２とほぼ同様であるので、重複する説明は省略する。
(第６実施形態)
　次に、本発明の第６実施形態について述べる。
　なお、図８は、本発明のヨーク鉄心の形状の例を示す図であり、（ａ）は第６実施形態のリアクトル装置のヨーク鉄心の形状を示す図であり、（ｂ）は第７実施形態のリアクトル装置のヨーク鉄心の形状を示す図である。
　図８（ａ）は、第６実施形態のリアクトル装置のヨーク鉄心１２ａ、１２ｂの形状を示す図である。
　図８（ａ）において、ヨーク鉄心１２ａ、１２ｂは上面から見て、中空の四角形の形状をしている。第１実施形態～第５実施形態においては、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂ（図１、図２、図４～図７）は、中空のトロイダル状のものを用いた例を示したが、図８（ａ）に示した中空の四角形の形状をしていてもよい。
　以上の図８（ａ）に示したヨーク鉄心１２ａ、１２ｂの中空の四角形の形状によって、リアクトル装置としての形状の自由度が増え、リアクトル装置としての小型化や、設置場所によっては、設置面積の低減に効果をもたらす場合がある。
(第７実施形態)
　次に、本発明の第７実施形態について述べる。
　図８（ｂ）は、第７実施形態のリアクトル装置のヨーク鉄心１３ａ、１３ｂの形状を示す図である。
　図８（ｂ）において、ヨーク鉄心１３ａ、１３ｂは上面から見て、中空の三角形（正三角形）の形状をしている。
　第１実施形態～第５実施形態においては、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂ（図１、図２、図４～図７）は、中空のトロイダル状のものを用いた例を示し、第６実施形態においては、ヨーク鉄心１２ａ、１２ｂ（図８（ａ））は、中空の四角形の形状のものを用いた例を示したが、図８（ｂ）に示した中空の三角形の形状をしていてもよい。
　以上の図８（ｂ）に示したヨーク鉄心１３ａ、１３ｂの中空の三角形の形状によって、リアクトル装置としての形状の自由度が増え、リアクトル装置としての小型化や、設置場所によっては、設置面積の低減に効果をもたらす場合がある。
(第８実施形態)
　次に、本発明の第８実施形態について述べる。
　図９は、第８実施形態としてのリアクトル装置の固定方法を示す縦断面図である。
　リアクトル装置（１１ａ、１１ｂ、２１、３１）は台座７に搭載され、上部から固定冶具６をかぶせ、固定手段８ａ、８ｂにより圧着固定される。
　台座７、固定冶具６は、リアクトル装置を完全に覆う板状部材で構成してもよいし、あるいはリアクトル装置を完全には覆わないフレーム状部材から構成してもよい。
　また、必要に応じてヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの同心軸上に、冷却手段９を設けてもよい。
　以上の固定方法と、冷却手段９の設置により、実用的な形態となる。
　なお、図９においては、リアクトル装置（１１ａ、１１ｂ、２１、３１）は、図３の第１実施形態のリアクトル装置を例示したが、第２実施形態～第５実施形態（図４～図７）のリアクトル装置についても、同様の固定方法と、冷却手段９（図９）の設置が適用できる。
(第９実施形態)
　次に、本発明の第９実施形態として、リアクトル装置を用いた電力変換器について述べる。
　図１０は、本発明の第９実施形態の電力変換器２１０の構成を示し、第１実施形態～第８実施形態で示したリアクトル装置を、電力変換器２１０に適用した回路図である。図１０に示した回路図は、常時インバータ給電方式の三相無停電電源装置としての電力変換器の回路構成を示している。
　図１０において、電力変換器２１０は、交流電源２１３と負荷２１４の間に設けられている。
　電力変換器２１０は、交流電源２１３の交流電力を直流電力に変換する整流回路２１１と、直流電力を任意の電圧と任意の周波数の交流電力に変換するインバータ回路２１２とを備えている。また、整流回路２１１の出力端子とインバータ回路２１２の入力端子の間には、平滑用のコンデンサ２１８と、チョッパ回路２１５が接続されている。
　整流回路２１１は、三相用のリアクトル２２０と三相用のコンデンサ２２１とを有するフィルタ回路２２３と、半導体素子である複数のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）のスイッチング素子２１７をブリッジ接続したブリッジ回路（ＡＣ／ＤＣ変換器）２２２と、を備えて構成される。
　インバータ回路２１２は、複数のＩＧＢＴのスイッチング素子２１７をブリッジ接続したＤＣ／ＡＣ変換回路２２４と、三相用のリアクトル２２０と三相用のコンデンサ２２１とを有するフィルタ回路２２３とを備えて構成される。
　なお、ブリッジ回路２２２とＤＣ／ＡＣ変換回路２２４における複数のＩＧＢＴからなるスイッチング素子２１７は、それぞれゲート端子から統合的にＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御をされて、それぞれ前記した所望の機能を果たす。
　また、ＩＧＢＴのスイッチング素子２１７には、それぞれに、過電圧を保護するダイオードが付加もしくは寄生して、逆並列に接続されている。
　また、整流回路２１１とインバータ回路２１２とに備えられたフィルタ回路２２３が有する三相用のリアクトル２２０に、第１実施形態から第８実施形態のいずれかのリアクトル装置を用いる。
　また、チョッパ回路２１５は、２個のＩＧＢＴからなるスイッチング素子２１７が直列に接続され、コンデンサ２１８の両端子間に接続されている。２個のスイッチング素子２１７の接続点にコイルもしくはリアクトル２１９の一端が接続され、リアクトル２１９の他端と１個のスイッチング素子２１７のエミッタとの間にバッテリ２１６が接続されている。
　以上の電力変換器２１０において、通常動作時には交流電源２１３からの交流電力を整流回路２１１により直流電力に変換し、インバータ回路２１２により再び直流を、負荷２１４に適した任意の電圧と任意の周波数の交流に変換して負荷２１４に送られる。
　また、通常動作時ではない動作（通常時以外の動作１）として、交流電源２１３からの給電が遮断された際には、チョッパ回路２１５の働きによりバッテリ２１６とインバータ回路２１２が接続され、負荷２１４にはインバータ回路２１２により交流電力に変換された、バッテリ２１６からの電力が供給され続ける。
　また、メンテナンス時等の動作（通常時以外の動作２）として、バイパス回路２２５が接続されていて、整流回路２１１やインバータ回路２１２を介さずに、交流電源２１３からバイパス回路２２５を介して負荷２１４に交流電力が供給される。なお、バイパス回路２２５にどの程度の機能を持たせるかは、電力変換器２１０の仕様による。
　前記したように、整流回路２１１は三相交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路であり、インバータ回路２１２は、直流電力を任意の電圧と任意の周波数の三相交流電力に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路である。
　これらの変換において、整流回路２１１とインバータ回路２１２は、ともにＰＷＭ制御をする複数のスイッチング素子を動作させている。これらのスイッチング動作の過程において、高調波成分（リップル成分）を発生させる。
　これらの発生した高調波成分の除去と、交流電源２１３とブリッジ回路２２２間、および負荷２１４とブリッジ回路２２２間のインピーダンス整合にフィルタ回路２２３が用いられる。
　フィルタ回路２２３は、三相用のリアクトル２２０と三相用のコンデンサ２２１を用いて構成する。
　この三相用のリアクトル２２０に前記した本発明の第１実施形態～第８実施形態のいずれかのリアクトル装置を用いる。
　本実施形態の三相用のリアクトル装置を用いることによって、三相の対称性に優れた電気特性と、高い変換効率とを有し、また、体積の小型化と、軽量化した電力変換器が具現化し、提供できる。
（その他の実施形態）
　本発明は前記の実施形態に限定されるものではない。以下に例をあげる。
　以上の第１から第５の実施形態で示した磁脚鉄心３１～３５は、薄帯状磁性材料を積層させて構成した円柱状、直方体状、扇形状の例であるが、これらの形状の磁脚鉄心の任意の組み合わせでリアクトル装置を構成してもよい。
　また、鉄心の材料として、フェライト、圧粉材料等の等方性磁材材料を用いても、それらを用いた鉄心と薄帯状磁性材料を用いた鉄心を組み合わせてもよい。
　また、ヨーク鉄心１１ａ～１３ａ、１１ｂ～１３ｂは中空のトロイダル状、もしくは、図８のような四角形、三角形の例を示したが、これらの形状に限らず任意の中空多角柱形状でもよい。また、中空ではない任意の略板状であってもよい。
　また、第１から第５の実施形態において、磁脚鉄心３１～３５は、例えば図１、図２に示すように３本であったが、３の倍数などの本数であってもよい。あるいは三相に限定しなければ、任意の本数であってもよい。
　また、第１から第４の実施形態において、３本の磁脚鉄心３１～３４は、中空を有する円形の形状のヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの同心軸を基準として、互いに略１２０度の角度の位置関係で、ヨーク鉄心１１ａ、１１ｂの円周上に配置されているが、必ずしも略１２０度に限定される訳ではない。第５実施形態を示した図７のように、略１２０度と異なる場合もある。さらに三相に限定しなければ、そのときの相数に適した複数の磁脚鉄心の相互間の角度が存在する。
　また、第３実施形態を示した図５において、略扇形の形状である磁脚鉄心３３および３本の零相用磁脚鉄心４３の形成方法として、「薄帯状磁性材料を、絶縁を施しながらトロイダル状に巻いて形成した鉄心を、適当な角度をもってその動径方向に切断する」としたが、図５に示す略扇形の形状が得られれば、他の方法でもよい。
　図１０に示した電力変換器２１０におけるブリッジ回路２２２は、半導体素子のスイッチング素子２１７であるＩＧＢＴをブリッジ接続して、ＩＧＢＴをＰＷＭ制御することによって、コンデンサ２１８とフィルタ回路２２３とともに機能して、三相交流電力を直流電力に変換する整流回路もしくはＡＣ／ＤＣ変換器の機能を構成していたが、三相交流電力を直流電力に変換する整流回路の一部としてのブリッジ回路２２２の構成はＩＧＢＴのみとは限らない。
　半導体素子のスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やバイポーラトランジスタ（Bipolar junction transistor）やＢｉＣＭＯＳ（Bipolar Complementary Metal Oxide Semiconductor）で構成してもよい。また、半導体素子であるダイオードをブリッジ接続して構成してもよい。
　本発明の実施形態のリアクトル装置の応用として、図１０においては無停電電源装置の例を示したが、これに限定されるものではない。ブリッジ回路を用いる他の用途の電力変換器のフィルタ回路に、本発明のリアクトル装置を用いることで、小型で高効率の電力変換器を提供することが可能となる。
（本発明、本実施形態の補足）
　以上、本発明、本実施形態によれば、従来の三相五脚型鉄心を用いたリアクトル装置に比べて収容性に優れ、多相コイル間の対称性が向上し、動作の安定性、低損失特性に優れたリアクトル装置と、それを用いた電力変換器を提供することが可能になる。
　３ａ　スリット
　５ａ、５ｂ　ギャップ調整手段
　６　固定冶具
　７　台座
　８ａ、８ｂ　固定手段
　９　冷却手段
　１０　リアクトル装置
　１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ　ヨーク鉄心
　２１、２２、２３、２４　コイル
　３１、３２、３３、３４、３５　磁脚鉄心
　４１、４２、４３、４４、４５：零相用磁脚鉄心
　２１１　整流回路
　２１２　インバータ回路
　２１３　交流電源
　２１４　負荷
　２１５　チョッパ回路
　２１６　バッテリ
　２１７　スイッチング素子、ＩＧＢＴ
　２１８、２２１　コンデンサ
　２１９、２２０　リアクトル
　２２２　ブリッジ回路、ＡＣ／ＤＣ変換器
　２２３　フィルタ回路
　２２４　ＤＣ／ＡＣ変換回路
　２２５　バイパス回路
　３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃ　コイル
　３３１　二脚鉄心
　３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ　磁脚部
　３３１ｄ、３３１ｅ　零相用の磁脚部

Claims (24)

  1. 　２つの対向するヨーク鉄心と、
    　コイルを巻回させ、ギャップ調整手段が設けられている複数の磁脚鉄心と、
    　コイルを巻回させていない１本以上の零相用磁脚鉄心と、
    　を備え、
    　前記２つの対向するヨーク鉄心同士を、前記複数の磁脚鉄心と、前記１本以上の零相用磁脚鉄心とで接続していることを特徴とするリアクトル装置。
  2. 　請求の範囲第１項において、
    　前記複数の磁脚鉄心が３本であることを特徴とするリアクトル装置。
  3. 　請求の範囲第１項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、前記ヨーク鉄心の同心軸を基準として、所定の角度をもって円周上に配置されていることを特徴とするリアクトル装置。
  4. 　請求の範囲第３項において、
    　前記所定の角度は、略１２０度であることを特徴とするリアクトル装置。
  5. 　請求の範囲第１項において、
    　前記ヨーク鉄心は、薄帯状磁性材料をトロイダル状に巻いて構成されていることを特徴とするリアクトル装置。
  6. 　請求の範囲第３項において、
    　前記ヨーク鉄心は、薄帯状磁性材料をトロイダル状に巻いて構成されていることを特徴とするリアクトル装置。
  7. 　請求の範囲第１項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を円柱状に巻いて形成され、該円柱状の形態における長手方向に、少なくとも１ヵ所のスリットが設けられていることを特徴とするリアクトル装置。
  8. 　請求の範囲第３項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を円柱状に巻いて形成され、該円柱状の形態における長手方向に、少なくとも１ヵ所のスリットが設けられていることを特徴とするリアクトル装置。
  9. 　請求の範囲第５項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を円柱状に巻いて形成され、該円柱状の形態における長手方向に、少なくとも１ヵ所のスリットが設けられていることを特徴とするリアクトル装置。
  10. 　請求の範囲第６項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を円柱状に巻いて形成され、該円柱状の形態における長手方向に、少なくとも１ヵ所のスリットが設けられていることを特徴とするリアクトル装置。
  11. 　請求の範囲第１項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を複数枚積層させた直方体状であることを特徴とするリアクトル装置。
  12. 　請求の範囲第３項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を複数枚積層させた直方体状であることを特徴とするリアクトル装置。
  13. 　請求の範囲第５項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を複数枚積層させた直方体状であることを特徴とするリアクトル装置。
  14. 　請求の範囲第６項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料を複数枚積層させた直方体状であることを特徴とするリアクトル装置。
  15. 　請求の範囲第１項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料をトロイダル状に巻いて形成され、該形成された形態を動径方向に切断して得られる所定の頂角を持つ扇形状であることを特徴とするリアクトル装置。
  16. 　請求の範囲第３項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料をトロイダル状に巻いて形成され、該形成された形態を動径方向に切断して得られる所定の頂角を持つ扇形状であることを特徴とするリアクトル装置。
  17. 　請求の範囲第５項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料をトロイダル状に巻いて形成され、該形成された形態を動径方向に切断して得られる所定の頂角を持つ扇形状であることを特徴とするリアクトル装置。
  18. 　請求の範囲第６項において、
    　前記複数の磁脚鉄心は、薄帯状磁性材料をトロイダル状に巻いて形成され、該形成された形態を動径方向に切断して得られる所定の頂角を持つ扇形状であることを特徴とするリアクトル装置。
  19. 　請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項において、
    　前記複数の磁脚鉄心を構成する薄帯状磁性材料の積層方向は、前記ヨーク鉄心を構成する薄帯状磁性材料の積層方向と略同一であることを特徴とするリアクトル装置。
  20. 　請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項において、
    　前記リアクトル装置が、固定冶具により前記ヨーク鉄心を上下から圧着固定され、該ヨーク鉄心の同心軸上に冷却手段を備えていることを特徴とするリアクトル装置。
  21. 　請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項において、
    　前記コイルは、絶縁部材を備えた線状導体、または板状導体により構成されていることを特徴とするリアクトル装置。
  22. 　請求の範囲第１項乃至第４のいずれか一項において、
    　前記ヨーク鉄心と前記磁脚鉄心は、フェライト、圧粉導体等の軟磁性特性を有する等方材料により形成されていることを特徴とするリアクトル装置。
  23. 　請求の範囲第１項乃至第１８項のいずれか一項において、
    　前記リアクトル装置を用いたことを特徴とする電力変換器。
  24. 　請求の範囲第２３項において、
    　前記電力変換器は、
    　半導体素子から構成されるブリッジ回路と、
    　前記リアクトル装置とコンデンサを有するフィルタ回路と、
    　を備え、
    　該フィルタ回路は、前記ブリッジ回路から発生する高調波電流成分を除去する機能を有することを特徴とする電力変換器。
     
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