WO2022059823A1 - 고조파 저감용 리액터 - Google Patents

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WO2022059823A1
WO2022059823A1 PCT/KR2020/012700 KR2020012700W WO2022059823A1 WO 2022059823 A1 WO2022059823 A1 WO 2022059823A1 KR 2020012700 W KR2020012700 W KR 2020012700W WO 2022059823 A1 WO2022059823 A1 WO 2022059823A1
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mounting groove
reactor
bobbin
shaped core
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차화준
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(주)티에스이
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Definitions

  • the present invention relates to a reactor for reducing harmonics, and more particularly, by forming a mounting groove and a protrusion on a bobbin on which a coil is wound for harmonic reduction, one end and the other end of the coil are spaced apart from each other to reduce harmonics that do not cause a short circuit It's about reactors.
  • AC voltage and AC current are sine waves, but input currents such as rectifiers and inverters do not become sine waves, and the waveform becomes a distorted wave.
  • a distortion wave is a sine wave having a fundamental frequency such as 50 Hz or 60 Hz, and a frequency component that is an integer multiple of this is superimposed to distort the waveform, and a high-frequency component superimposed on the fundamental frequency waveform is called a harmonic.
  • the harmonic component 3 times the fundamental frequency is called the 3rd harmonic
  • the harmonic component 5 times the 5th harmonic is called the 5th harmonic. This occurs in most power electronics, using a switching operation.
  • Harmonics are regulated for efficient operation of power generation facilities.
  • IEC/EN 61000-3-2:2014 from July 2017, Class D is applied from Class A to more stringently regulating harmonic generation.
  • an active PFC (Power Factor Controller) method that controls the current pulse width so that the waveform of the AC input current approaches a sinusoidal wave is used, or the peak value of the charging current is suppressed by a reactor and the conduction angle is reduced.
  • the passive PFC method is used to increase the harmonic current and reduce the harmonic current.
  • the charging period must be lengthened and the harmonic components can be reduced due to attenuation and resonance characteristics only when the series resistance R value is formed at a certain level as well as the inductance L.
  • the number of turns (number of turns) of the coil is increased to increase the L value, the resistance of the reactor also rises at the same time, but an adverse function occurs in that the size of the reactor increases and power consumption deteriorates. It is necessary to secure a high L value and resistance value in
  • An object of the present invention is to provide a structure of a bobbin in which one end and the other end of the coil can be spaced apart even when the coil is wound densely in a limited space, thereby securing high L value and resistance value even in an appropriate size, thereby securing European Class D It is to provide a reactor for harmonic reduction that can satisfy the standard.
  • an object of the present invention is to provide a reactor for reducing harmonics that secures the desired L value and resistance value by suggesting a structure of a core in which the center is spaced apart by a designed distance to form an air gap by improving the coupling method. .
  • the present invention does not cause a short circuit by flowing current in the coil along the wound shape through a bobbin structure in which a mounting groove is formed in which one end of the coil is mounted, and the desired L value and A reactor for reducing harmonics that secures a resistance value is provided.
  • the present invention includes an E-shaped core on which a plurality of silicon steel are laminated, and an I-shaped core coupled to an upper side of the E-shaped core, wherein the E-shaped core and the I-shaped core are coupled only at both ends, and the center is spaced apart from each other.
  • a bobbin in which a receiving hole corresponding to the central portion is formed on an inner peripheral surface to be press-fitted into the central portion of the core part, and an outer peripheral surface is formed with a winding part on which a coil is wound and an edge part for holding a position where the winding part is wound at upper and lower ends of the winding part; and , It provides a reactor for reducing harmonics, in which a mounting groove, in which one end of the wound coil is mounted, is formed in an edge portion of the bobbin to an outer circumferential surface of the winding portion.
  • both ends of the E-shaped core and the I-shaped core may be coupled to each other by inserting males and females into a coupling groove and a protrusion.
  • the bobbin has a protruding jaw formed on the outside of the rim portion in which the holding groove is formed, and one end of the coil mounted in the holding groove passes through the mounting groove on the outer circumferential surface of the winding unit and winds the protruding jaw. It may be seated on the outer peripheral surface of the bobbin.
  • a guide groove for guiding a mounting position of the other end of the coil in correspondence to the mounting groove may be formed on one surface of the edge portion in which the holding groove is formed.
  • the winding portion on which the coil is wound is wound with insulating paper, and one end and the other end of the coil may be connected to a lead wire from the outside of the insulating paper and coupled thereto.
  • the holding groove is formed symmetrically on one surface of the rim portion, one end and the other end of the coil are mounted, respectively, and an electrode pin is formed on one surface of the rim portion in which the holding groove is formed, and the holder comes out through the groove.
  • One end and the other end of the coil may be connected to each other.
  • the bobbin has a protruding jaw symmetrically formed on the outside of the rim portion on which the holding groove is formed, and each of one end and the other end of the coil mounted in the holding groove passes through the mounting groove on the outer peripheral surface of the winding unit. It may be connected to the electrode pin by winding the protruding jaw.
  • it may further include a cover provided to surround the outside of the core and the bobbin.
  • a mounting groove and a protrusion for mounting one end of the coil are formed on the bobbin on which the coil is wound, so that one end and the other end of the coil can be separated from each other, so that the density within a limited space Even if the coil is wound properly, there is no risk of fire due to short circuit.
  • the reactor for reducing harmonics of the present invention it is possible to systematically wind a coil around a bobbin having a mounting groove and a protruding jaw, so that the coil can be wound densely without a short circuit, so that the high L value and resistance even in an appropriate size Since the value can be secured, a reactor that can satisfy the European Class D standard can be designed.
  • the E-shaped core and the I-shaped core are fastened by inserting the male and female members into the coupling groove and the protrusion, so that the core shape can be implemented to have an air gap that was intended for design, the reliability of the product can increase
  • FIG. 1 is a front view illustrating a form in which a bobbin in which a coil is wound and a core part are combined in a reactor for reducing harmonics according to the present invention.
  • Figure 2 is a front view of the core part for explaining the coupling relationship of the core part in the reactor for reducing harmonics according to the present invention.
  • FIG 3 is a front view and a partially enlarged view of a bobbin for explaining the shape of a coil wound around the bobbin in the reactor for reducing harmonics according to the present invention.
  • FIG. 4 is a front view (a) and a detailed cross-sectional view (b) of a bobbin for explaining a coupling relationship between a coil and a lead wire in a reactor for reducing harmonics according to the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of a bobbin for explaining another embodiment in the reactor for reducing harmonics according to the present invention.
  • FIG. 1 is a front view illustrating a form in which a bobbin 20 on which a coil C is wound and a core part 10 are combined in a reactor for reducing harmonics according to the present invention
  • FIG. 2 is a harmonic reduction according to the present invention.
  • It is a front view of the core part 10 for demonstrating the coupling relationship of the core part 10 in a fusion reactor.
  • 3 is a front view and a partially enlarged view of the bobbin 20 for explaining the shape of the coil C wound on the bobbin 20 in the reactor for reducing harmonics according to the present invention
  • the reactor for harmonic reduction it is a front view (a) and a cross-sectional detail view (b) of the bobbin 20 for explaining the coupling relationship between the coil (C) and the lead wire (40).
  • the present invention relates to a reactor for reducing harmonics that can satisfy the strengthened European standards for harmonic generation restrictions, and includes a bobbin 20 on which a core part 10 and a coil C are wound, as shown in FIG. 2 . do.
  • the core part 10 a plurality of silicon steel sheets, which are silicon steel, are stacked, and as shown in FIGS. 1 and 2 , the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12 are largely coupled to the upper side of the E-shaped core 11 . ) are separated.
  • the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12 are coupled by contacting only both ends thereof, and the central portion of the E-shaped core 11 is spaced apart from the I-shaped core 12 to form an air gap (G).
  • the air gap (G) is a factor that affects the L value, such as when the interval is long, the L value becomes small, and when the interval is short, the L value increases.
  • the number of layers of silicon steel, the width of the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12, and the spacing of the air gap (G) due to the separation of the centers are determined by calculating the L value and the resistance value according to the capacity of the reactor. do.
  • the core part 10 is laminated with silicon steel according to the intended design, and the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12 must be manufactured to have the shape and width at the time of design, as well as as described above.
  • the spacing of the air gap (G) also affects the L value, so it is necessary to combine the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12 so that the air gap (G) spacing is implemented as the desired spacing during design.
  • the coupling grooves 13 and the protrusions 14 are formed at both ends of the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12 at both ends of the E-shaped core 11 to couple them by male and female insertion, so that the air gap is at a designed interval.
  • the center of the E-shaped core 11 and the I-shaped core 12 are spaced apart to form (G), so that the structure of the core part 10 can be easily reproduced to secure the desired L value and resistance value, Product reliability can be improved.
  • the coupling method of male and female insertion is to be implemented in such a way that coupling grooves 13 are formed at both ends of the E-shaped core 11 and protrusions 14 are formed at both ends of the I-shaped core 12 as shown in FIG. 2 .
  • protrusions are formed at both ends of the E-shaped core 11
  • coupling grooves are formed at both ends of the I-shaped core 12 .
  • a receiving hole 21 (refer to FIG. 5 ) corresponding to the central portion of the E-shaped core 11 is formed on the inner circumferential surface of the bobbin 20 to be press-fitted into the central portion of the core portion 10 .
  • the central portion of the E-shaped core 11 and the receiving hole 21 of the bobbin 20 are formed in close contact so that there is no gap due to the separation so as not to generate noise when the reactor is driven later.
  • the outer peripheral surface of the bobbin 20 is formed of the winding portion 22 and the edge portion (23).
  • the winding portion 22 refers to a portion in which the coil C is wound on the outer circumferential surface of the bobbin 20 .
  • the edge part 23 is formed at the upper and lower ends of the winding part 22 and is formed wider on both sides than the winding part 22 so as to hold a position where the coil C is wound.
  • the width or width of the edge portion 23 is formed in close contact with the gap between the center and both ends of the E-shaped core 11 so that there is no gap so that noise does not occur during subsequent driving, and product defects do not occur due to vibration .
  • a mounting groove 23a in which one end C1 of the coil to be wound is mounted may be formed inside the bobbin 20, as shown in the enlarged view A of FIG. 3 .
  • one end (C1) of the coil is taken out of the edge portion 23 in advance through the mounting groove (23a)
  • one end (C1) of the coil is removed from the other end (C2) of the coil and the lower end of the coil (C) wound thereafter (enlarged) Since it can be spaced apart from the region aa' in FIG. A), it is possible to systematically and densely wind the coil C without short circuit.
  • a protruding jaw 23b may be further formed to the outside, and the coil is taken out through the mounting groove 23a.
  • One end C1 of the winding part 22 passes through the mounting groove 23a on the outer peripheral surface of the winding part 22 and winds the protruding jaw 23b to be seated on the outer peripheral surface of the bobbin 20 .
  • one end (C1) of the coil can be spaced apart from the other end (C2) and the lower end (region aa' in the enlarged view A), as well as one end (C1) of the coil for later wiring with the bobbin 20
  • it When seated on the outer circumferential surface of the coil (C), it can be stably spaced apart from the lower end of the coil (C) by winding and seating the protruding jaw (23b).
  • the manufacturing process or operation process may cause defects and short circuits.
  • the protrusion 23b must be formed on the side of the mounting groove 23a so that one end C1 of the coil can be fixed compactly and stably, and the bobbin 20 is opposite the mounting groove 23a of the protrusion 23b.
  • a fixing groove 23c may be formed to fix the seating position of the one end C1 of the coil on the outer peripheral surface of the can That is, the fixing groove 23c may be formed thinner than the mounting groove 23a by the thickness of the wound coil C.
  • a guide groove 23d for guiding the mounting position of the other end C2 of the coil corresponding to the mounting groove 23a is an enlarged view of FIG. 3 .
  • It may be formed as C, and accordingly, the other end C2 of the coil may be seated on the outer peripheral surface of the bobbin 20 so as to be spaced apart from one end C1 of the coil, thereby suppressing the occurrence of short circuits or defective products.
  • the guide groove 23d may be formed on the same surface of the edge portion 23 on which the mounting groove 23a is formed for subsequent wiring, but as much as possible so that one end C1 of the coil and the other end C2 of the coil do not come into contact with each other. It is preferable to form spaced apart from (23a).
  • one end C1 and the other end C2 of the coil may be connected to the lead wire 40 for wiring as shown in FIG. 4 .
  • the winding part 22 on which the coil C is wound is wound with the insulating paper 30, and one end C1 and the other end C2 of the coil are shown in FIG. It may be connected by being connected to the lead wire 40, and in this case, soldering is common, but it may also be combined by welding, etc.
  • the lead wire 40 is inserted between the double insulating paper 30 to thoroughly prevent a short circuit with the coil (C), although not shown, the coil (C) After the winding and the lead wire 40 are connected, the structure can be stably wound by winding with an insulating tape.
  • the reactor for reducing harmonics according to the present invention may be connected to the substrate not only by the lead wire 40 method but also by the pin method, which will be described with reference to FIG. 5 as another embodiment.
  • 5 is a perspective view of the bobbin 20 for explaining another embodiment in the reactor for reducing harmonics according to the present invention.
  • the mounting groove 23a is symmetrically formed on one surface of the edge portion 23 so that one end C1 and the other end C2 of the coil are mounted, respectively, and the mounting groove 23a is formed.
  • An electrode pin 40' is formed on one surface of the edge portion 23, so that one end C1 and the other end C2 of the coil coming out of the mounting groove 23a are wound and connected by soldering. In this case, it can be directly connected to the substrate in a pin manner, so that the reactor can be implemented more directly in the substrate.
  • the protruding protrusion 23b may be symmetrically formed on the outside of the rim portion 23 in which the mounting groove 23a is formed, and one end C1 of the coil mounted in the mounting groove 23a. ) and the other end C2 can be connected by soldering, passing through the mounting groove 23a on the outer circumferential surface of the winding part 22 and winding the protrusion 23b around the electrode pin 40'.
  • the protrusion 23b is further formed, as described above, one end (C1) and the other end (C2) of the coil are wound around the lower end of the coil (C) to be stably spaced apart from the lower end of the coil (C). There is no short circuit or manufacturing defect.
  • one embodiment or another embodiment of the present invention may further include a cover (not shown).
  • a cover (not shown) provided to surround the outside of the core part 10 and the bobbin 20 in order to protect the core part 10 and the bobbin 20 on which the coil C is wound. ) may be further included. And although not shown, a band may be additionally inserted to fix the reactor to the substrate, and various configurations not described herein may be added.

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Abstract

본 발명은 고조파 저감용 리액터에 관한 것으로, 상세하게는 제한된 공간 내에서 밀도있게 코일을 권선하더라도, 코일의 일단과 타단이 이격될 수 있는 보빈의 구조를 제시함으로써, 적절한 크기에서도 높은 L값과 저항값을 확보하여 유럽의 Class D 기준을 만족할 수 있는 고조파 저감용 리액터에 관한 것이다.

Description

고조파 저감용 리액터
본 발명은 고조파 저감용 리액터에 관한 것으로, 상세하게는 고조파 저감을 위해 코일이 권선되는 보빈에 거치홈과 돌출턱을 형성함에 따라, 코일의 일단과 타단이 이격되어 쇼트가 발생하지 않는 고조파 저감용 리액터에 관한 것이다.
교류전압, 교류전류는 정현파이나, 정류장치, 인버터 등의 입력전류는 정현파가 되지 못하고, 파형이 왜곡되는 왜형파가 된다. 이와 같은 왜형파는 50㎐ 또는 60㎐ 등의 기본 주파수인 정현파에, 이것의 정수배인 주파수 성분이 중첩되어 파형이 왜곡되며, 기본 주파수 파형 위에 중첩되어 있는 고주파 성분을 고조파(Harmonic)라고 한다. 기본 주파수 3배의 고조파 성분을 제3 고조파, 5배의 고조파 성분을 제5 고조파 등으로 칭하며, 고조파에 의한 왜형은 전력계통의 부하와 기기의 비선형적인 특성에 의해 발생하고, 전력용 반도체소자의 스위칭 동작을 이용하는, 대부분의 전력전자에서 발생한다.
고조파에 의한 왜형은 전력손실 및 품질 저하의 원인이 되며, 손실된 전력은 장비 및 도체의 가열 증가, 모터 및 기기의 오류를 발생시키는 등 동작장애뿐만 아니라 변압기 및 배전문제까지 야기하는 바, 국가별 발전설비의 효율적 운영을 위해 고조파를 규제하고 있다. 특히 유럽의 경우, IEC/EN 61000-3-2:2014에 따르면 2017년 7월부터 기존 Class A에서 Class D 적용하여 고조파 발생을 더 엄격히 규제하고 있다.
고조파 발생을 저감하기 위해서는, 교류측 입력전류의 파형이 정현파에 가까워지도록 전류 펄스 폭을 제어하는 능동 PFC(Power Factor Controller) 방식을 사용하거나, 리액터에 의해 충전전류의 첨두치를 억제하고, 도통각을 크게하여 고조파 전류의 저감을 도모하는 수동 PFC 방식을 사용한다.
수동 리액터 방식으로 고조파를 저감하고자 하는 경우, 인덕턴스 L뿐만 아니라, 일정 수준으로 직렬 저항 R값이 형성되어야 충전 구간이 길어지고, 감쇠 및 공진 특성으로 고조파 성분을 감소시킬 수 있다. 다만, L값 상승을 위하여 코일의 감는 횟수(turn 수)를 증가시키는 경우, 리액터의 저항값도 동시에 상승하나, 리액터의 사이즈가 증가하여 소비 전력이 악화되는 역기능이 발생하는 바, 적절한 리액터의 크기에서 높은 L값과 저항값을 확보할 필요가 있다.
한편, 제한된 크기 내에서 높은 L값을 위해 코일을 권선하는 경우, 코일이 밀집된 공간 내에서 뭉쳐있어 설계된 길이로 전류가 흐르지 않고, 쇼트가 발생하여 회로 내 전류가 높아지게 되며, 전선에 열이 발생하여 화재의 위험이 높아지고, 기판 회로의 소자가 전류의 세기를 감당하지 못해 타버릴 수 있다.
본 발명의 목적은, 제한된 공간 내에서 밀도있게 코일을 권선하더라도, 코일의 일단과 타단이 이격될 수 있는 보빈의 구조를 제시함으로써, 적절한 크기에서도 높은 L값과 저항값을 확보하여 유럽의 Class D 기준을 만족할 수 있는 고조파 저감용 리액터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 결합 방식을 개선하여 설계된 거리로 중심부가 이격되어 에어갭을 형성하는 코어의 구조를 제시함으로써, 목적하는 L값과 저항값을 확보하는 고조파 저감용 리액터를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 과제를 해결하여 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 코일의 일단이 거치되는 거치홈이 형성된 보빈 구조를 통해, 권선된 형태를 따라 코일에 전류가 흘러 쇼트가 발생하지 않고, 목적하는 L값과 저항값을 확보하는 고조파 저감용 리액터를 제공한다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 다수의 실리콘 스틸이 적층된 E자형 코어와, 상기 E자형 코어 상측에 결합되는 I자형 코어를 포함하되, 상기 E자형 코어와 상기 I자형 코어는 양단만 결합되고, 중심부는 이격되는 코어부; 및 상기 코어부의 중심부에 압입되도록 상기 중심부에 대응하는 수용홀이 내주면에 형성되되, 외주면은 코일이 권선되는 권선부와 상기 권선부의 상하단으로 권선되는 위치를 잡아주는 테두리부가 형성되는 보빈;을 포함하고, 상기 보빈의 테두리부에는 상기 권선되는 코일의 일단이 거치되는 거치홈이 상기 권선부의 외주면까지 형성되는, 고조파 저감용 리액터를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 E자형 코어와 상기 I자형 코어의 양단은 결합홈과 돌출부의 암수 삽입으로 결합될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보빈에는 상기 거치홈이 형성된 테두리부의 외측으로 돌출턱이 형성되고, 상기 거치홈에 거치된 상기 코일의 일단은 상기 권선부의 외주면에서 상기 거치홈을 통과하여 상기 돌출턱을 감아 상기 보빈의 외주면에 안착될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 거치홈이 형성된 테두리부의 일면에는, 상기 거치홈에 대응하여 상기 코일의 타단의 거치 위치를 가이드하는 가이드홈이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코일이 권선된 권선부는 절연지로 감아지고, 상기 코일의 일단과 타단은 상기 절연지의 외측에서 리드 와이어와 결선되어 결합될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 거치홈은 상기 테두리부의 일면에 대칭으로 형성되어 상기 코일의 일단과 타단이 각각 거치되고, 상기 거치홈이 형성된 테두리부의 일면에는 전극핀이 형성되어, 상기 거치홈으로 나온 상기 코일의 일단과 타단이 결선되어 결합될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 보빈에는 상기 거치홈이 형성된 테두리부의 외측으로 돌출턱이 대칭으로 형성되고, 상기 거치홈에 거치된 상기 코일의 일단과 타단 각각은 상기 권선부의 외주면에서 상기 거치홈을 통과하여 상기 돌출턱을 감아 상기 전극핀에 결선되어 결합될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 코어부와 상기 보빈의 외부를 감싸도록 마련된 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고조파 저감용 리액터에 의하면, 코일이 권선되는 보빈에 코일의 일단을 거치할 수 있는 거치홈과 돌출턱이 형성되어, 코일의 일단과 타단을 이격시킬 수 있는 바, 제한된 공간 내에서 밀도 있게 코일을 권선하더라도, 쇼트로 인한 화재 등의 위험이 없다.
또한, 본 발명의 고조파 저감용 리액터에 의하면, 거치홈과 돌출턱이 형성된 보빈을 코일을 체계적으로 권선할 수 있는 바, 쇼트없이 코일을 밀도 있게 권선할 수 있어, 적절한 크기에서도 높은 L값과 저항값을 확보할 수 있는 바, 유럽의 Class D 기준을 만족할 수 있는 리액터를 설계할 수 있다.
또한, 본 발명의 고조파 저감용 리액터에 의하면, E자형 코어와 I자형 코어를 결합홈과 돌출부의 암수삽입으로 체결하여, 설계상 목적하였던 에어갭을 갖도록 코어 형태를 구현할 수 있는 바, 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 상세한 설명 및 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 코일이 권선된 보빈과 코어부가 결합된 형태를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 코어부의 결합 관계를 설명하기 위한 코어부의 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 보빈에 권선되는 코일의 형태를 설명하기 위한 보빈의 정면도와 부분확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 코일과 리드 와이어의 결합관계를 설명하기 위한 보빈의 정면도(a) 및 단면 상세도(b)이다.
도 5는 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 다른 실시예를 설명하기 위한 보빈의 사시도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 그러나, 기술되는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시예들에 의하여 한정되는 것은 아니다. 도면에 도시된 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 그리고, 명세서 전반에 사용하는 '고조파 저감용 리액터'는 간략히 '리액터'로 칭해질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 코일(C)이 권선된 보빈(20)과 코어부(10)가 결합된 형태를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 코어부(10)의 결합 관계를 설명하기 위한 코어부(10)의 정면도이다. 도 3은 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 보빈(20)에 권선되는 코일(C)의 형태를 설명하기 위한 보빈(20)의 정면도와 부분확대도이며, 도 4는 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 코일(C)과 리드 와이어(40)의 결합관계를 설명하기 위한 보빈(20)의 정면도(a) 및 단면 상세도(b)이다.
본 발명은 고조파 발생 제한에 대한 유럽의 강화된 기준을 만족할 수 있는 고조파 저감용 리액터에 관한 것으로, 도 2의 도시와 같이 코어부(10)와 코일(C)이 권선된 보빈(20)을 포함한다.
코어부(10)는, 실리콘 스틸인 규소 강판이 다수 적층되며, 도 1 및 도 2의 도시와 같이 크게 E자형 코어(11)와 E자형 코어(11)의 상측에 결합되는 I자형 코어(12)로 구분된다. E자형 코어(11)와 I자형 코어(12)는 그 양단만 접촉하여 결합되고, E자형 코어(11)의 중심부는 I자형 코어(12)와 이격되어 에어갭(G)을 형성한다. 에어갭(G)은 그 간격이 길면 L값이 작아지고, 짧으면 L값이 커지는 등, L값에 영향을 주는 인자로, 목적하는 L값을 확보하기 위해서는 에어갭(G)을 설계한 간격으로 형성하는 것이 중요하다. 실리콘 스틸의 적층 수, E자형 코어(11)와 I자형 코어(12)의 폭, 중심부의 이격으로 인한 에어갭(G)의 간격 등은 리액터의 용량에 따라 L값과 저항값을 계산하여 결정한다.
한편, 코어부(10)는 목적한 설계대로 실리콘 스틸이 적층되고, E자형 코어(11)와 I자형 코어(12)가 설계시의 형태와 폭을 가지도록 제조되어야 할뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 에어갭(G)의 간격 또한 L값에 영향으로 주는 바, 에어갭(G) 간격이 설계시 목적하였던 간격대로 구현되도록 E자형 코어(11)와 I자형 코어(12)를 결합시킬 필요가 있다. 본 발명에서는, E자형 코어(11)의 양단과 I자형 코어(12)의 양단에 결합홈(13)과 돌출부(14)를 형성하여 암수삽입으로 양자를 결합시킴에 따라, 설계된 간격으로 에어갭(G)이 형성되도록 E자형 코어(11)의 중심부와 I자형 코어(12)가 이격되어, 목적하는 L값과 저항값을 확보하도록 코어부(10)의 구조를 손쉽게 재현할 수 있는 바, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 암수 삽입의 결합 방식은 도 2의 도시와 같이 E자형 코어(11)의 양단에 결합홈(13)이 형성되고, I자형 코어(12)의 양단에 돌출부(14)가 형성되는 방식으로 구현될 수 있고, 반대로 E자형 코어(11)의 양단에 돌출부(미도시)가 형성되고, I자형 코어(12)의 양단에 결합홈(미도시)이 형성되는 방식으로도 구현될 수 있다.
코일(C)이 권선되는 보빈(20)은 코어부(10)의 중심부에 압입되도록 E자형 코어(11)의 중심부에 대응하는 수용홀(21, 도 5 참조)이 내주면에 형성된다. 이 경우, E자형 코어(11)의 중심부와 보빈(20)의 수용홀(21)은 차후 리액터의 구동시 소음이 발생하지 않도록 이격으로 인한 틈이 없도록 밀착 형성됨이 바람직하다.
한편, 보빈(20)의 외주면은 권선부(22)와 테두리부(23)로 형성된다. 권선부(22)는 보빈(20)의 외주면에서 코일(C)이 권선되는 부분을 말한다. 테두리부(23)는 권선부(22)의 상하단에 형성되어, 코일(C)이 권선되는 위치를 잡아주도록 권선부(22)보다 양측으로 넓게 형성된다. 테두리부(23)의 넓이 혹은 폭은, E자형 코어(11)의 중심부와 양단 간의 간격에 대응하여 밀착 형성되어 틈이 없어야 차후 구동시 소음이 발생하지 않으며, 진동으로 인해 제품 불량이 발생하지 않는다.
그리고, 보빈(20)의 테두리부(23)에는 권선되는 코일의 일단(C1)이 거치되는 거치홈(23a)이, 도 3의 확대도 A와 같이, 보빈(20)의 내측으로 형성될 수 있다. 거치홈(23a)을 통해 코일의 일단(C1)을 테두리부(23) 밖으로 미리 꺼냄에 따라, 코일의 일단(C1)을 코일의 타단(C2) 및 이후 권선되는 코일(C)의 밑단(확대도 A에서 a-a' 영역)과 이격시킬 수 있는 바, 쇼트 발생없이 코일(C)을 체계적이고, 밀도 있게 권선할 수 있다.
더 나아가, 거치홈(23a)이 형성된 테두리부(23)에는, 도 3의 확대도 B와 같이, 외측으로 돌출턱(23b)이 더 형성될 수 있고, 거치홈(23a)을 통해 꺼내어진 코일의 일단(C1)은 권선부(22)의 외주면에서 거치홈(23a)을 통과하여 돌출턱(23b)을 감아 보빈(20)의 외주면에 안착될 수 있다. 이에 따라, 코일의 일단(C1)은 코일의 타단(C2) 및 밑단(확대도 A에서 a-a' 영역)과 이격될 수 있을 뿐만 아니라, 코일의 일단(C1)을 차후 배선을 위해 보빈(20)의 외주면으로 안착시킴에 있어서, 돌출턱(23b)을 감아 돌려 안착시킴에 따라 코일(C)의 밑단과 안정적으로 이격시킬 수 있다. 이와 반대로, 돌출턱(23b) 없이 보빈(20)의 외주면에 안착되는 경우, 코일의 일단(C1)이 코일(C)의 밑단과 이격되더라도 그 간격이 안정적으로 유지되지 않아, 제조과정 내지 작동과정에서 불량 및 쇼트를 발생시킬 수 있다. 한편, 돌출턱(23b)은 거치홈(23a) 측면에 형성되어야 코일의 일단(C1)을 컴팩트하고 안정적으로 고정시킬 수 있고, 돌출턱(23b)의 거치홈(23a) 반대에는 보빈(20)의 외주면에서 코일의 일단(C1)의 안착 위치를 고정하도록 고정홈(23c)이 생길 수 있으며, 고정홈(23c)은 거치홈(23a)보다는 얇게 형성되어 권선된 코일(C)의 두께를 고려할 수 있다. 즉, 고정홈(23c)은 권선된 코일(C)의 두께만큼 거치홈(23a)보다 얇게 형성될 수 있다.
그리고, 거치홈(23a)이 형성된 테두리부(23)의 일면에는, 거치홈(23a)에 대응하여 코일의 타단(C2)의 거치 위치를 가이드하는 가이드홈(23d)이, 도 3의 확대도 C와 같이 형성될 수 있으며, 이에 따라 코일의 일단(C1)과 이격되도록 코일의 타단(C2)을 보빈(20)의 외주면에 안착할 수 있어, 쇼트 내지 제품의 불량 발생을 억제할 수 있다. 가이드홈(23d)은 차후 배선을 위해 거치홈(23a)이 형성된 테두리부(23)의 동일면에 형성될 수 있으나, 코일의 일단(C1)과 코일의 타단(C2)이 접촉되지 않도록 최대한 거치홈(23a)과 이격되게 형성함이 바람직하다.
한편, 코일의 일단(C1)과 타단(C2)은 배선을 위해 도 4와 같이 리드 와이어(40)와 연결될 수 있다. 이 경우, 코일(C)이 권선된 권선부(22)는 절연지(30)로 감아지고, 코일의 일단(C1)과 타단(C2)은 절연지(30)의 외측에서 도 4의 (a)와 같이 리드 와이어(40)와 결선되어 결합될 수 있으며, 이 경우 납땜이 일반적이나, ㅇ용접 등으로도 결합될 수 있다. 이 경우, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 리드 와이어(40)는 이중의 절연지(30) 사이로 투입되어 코일(C)과의 쇼트를 철저히 방지할 수 있으며, 도시하지는 않았지만 코일(C) 권선 및 리드 와이어(40) 연결 후 절연테이프로 감아 그 구조를 안정적으로 유지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터는, 리드 와이어(40) 방식 뿐만 아니라, 핀 방식으로도 기판과 연결될 수 있으며, 이는 다른 실시예로 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 따른 고조파 저감용 리액터에 있어서, 다른 실시예를 설명하기 위한 보빈(20)의 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 거치홈(23a)은 테두리부(23)의 일면에 대칭으로 형성되어 코일의 일단(C1)과 타단(C2)이 각각 거치되고, 거치홈(23a)이 형성된 테두리부(23)의 일면에는 전극핀(40')이 형성되어, 거치홈(23a)으로 나온 코일의 일단(C1)과 타단(C2)이 감겨 남땜으로 연결될 수 있다. 이 경우, 핀 방식으로 기판과 직접적으로 연결될 수 있어, 리액터를 기판 내에 더 직접적으로 구현할 수 있다.
더 나아가, 다른 실시예에 있어서, 거치홈(23a)이 형성된 테두리부(23)의 외측으로 돌출턱(23b)이 대칭으로 형성될 수 있으며, 거치홈(23a)에 거치된 코일의 일단(C1)과 타단(C2) 각각은 권선부(22)의 외주면에서 거치홈(23a)을 통과하여 돌출턱(23b)을 감아 전극핀(40')에 감겨 남땜으로 연결될 수 있다. 돌출턱(23b)이 더 형성되는 경우, 앞서 서술한 바와 같이, 코일의 일단(C1)과 타단(C2)을 코일(C)의 밑단과 돌려 감아 코일(C)의 밑단과 안정적으로 이격시킬 수 있어, 쇼트나 제조 불량 등이 발생하지 않는다.
한편, 앞서 본 발명의 일실시예에서 설명했던 내용들은, 배선 부분을 제외하고는 모순되지 않는 선에서 본 발명의 다른 실시예에 적용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자 기술 상식에 비추어 자명하다.
그리고, 본 발명의 일실시예 또는 다른 실시예는 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 고조파 저감용 리액터는, 코어부(10)와 코일(C)이 권선된 보빈(20)의 보호하기 위해 코어부(10)와 보빈(20)의 외부를 감싸도록 마련된 커버(미도시)를 더 포함할 수 있다. 그리고 도시하지 않았지만, 리액터를 기판에서 고정하기 위해 밴드가 추가 삽입될 수 있으며, 본 명세서에 기재하지 않은 여러 구성들이 추가될 수 있다.
이상 설명으로부터, 본 발명에 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
<부호의 설명>
10: 코어부
11: E자형 코어
12: I자형 코어
13: 결합홈
14: 돌출부
20: 보빈
21: 수용홀
22: 권선부
23: 테두리부
23a: 거치홈
23b: 돌출턱
23c: 고정홈
23d: 가이드홈
30: 절연지
40: 리드 와이어
40': 전극핀
50: 커버
C: 코일
C1: 코일의 일단
C2: 코일의 타단
G: 에어갭

Claims (8)

  1. 다수의 실리콘 스틸이 적층된 E자형 코어와, 상기 E자형 코어 상측에 결합되는 I자형 코어를 포함하되, 상기 E자형 코어와 상기 I자형 코어는 양단만 결합되고, 중심부는 이격되는 코어부; 및
    상기 코어부의 중심부에 압입되도록 상기 중심부에 대응하는 수용홀이 내주면에 형성되되, 외주면은 코일이 권선되는 권선부와 상기 권선부의 상하단으로 권선되는 위치를 잡아주는 테두리부가 형성되는 보빈;을 포함하고,
    상기 보빈의 테두리부에는 상기 권선되는 코일의 일단이 거치되는 거치홈이 상기 권선부의 외주면까지 형성되는, 고조파 저감용 리액터.
  2. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 E자형 코어와 상기 I자형 코어의 양단은 결합홈과 돌출부의 암수 삽입으로 결합되는, 고조파 저감용 리액터.
  3. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 보빈에는 상기 거치홈이 형성된 테두리부의 외측으로 돌출턱이 형성되고,
    상기 거치홈에 거치된 상기 코일의 일단은 상기 권선부의 외주면에서 상기 거치홈을 통과하여 상기 돌출턱을 감아 상기 보빈의 외주면에 안착되는, 고조파 저감용 리액터.
  4. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 거치홈이 형성된 테두리부의 일면에는, 상기 거치홈에 대응하여 상기 코일의 타단의 거치 위치를 가이드하는 가이드홈이 형성되는, 고조파 저감용 리액터.
  5. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 코일이 권선된 권선부는 절연지로 감아지고,
    상기 코일의 일단과 타단은 상기 절연지의 외측에서 리드 와이어와 결선되어 결합되는, 고조파 저감용 리액터.
  6. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 거치홈은 상기 테두리부의 일면에 대칭으로 형성되어 상기 코일의 일단과 타단이 각각 거치되고,
    상기 거치홈이 형성된 테두리부의 일면에는 전극핀이 형성되어, 상기 거치홈으로 나온 상기 코일의 일단과 타단이 결선되어 결합되는, 고조파 저감용 리액터.
  7. 청구항 제6항에 있어서,
    상기 보빈에는 상기 거치홈이 형성된 테두리부의 외측으로 돌출턱이 대칭으로 형성되고,
    상기 거치홈에 거치된 상기 코일의 일단과 타단 각각은 상기 권선부의 외주면에서 상기 거치홈을 통과하여 상기 돌출턱을 감아 상기 전극핀에 결선되어 결합되는, 고조파 저감용 리액터.
  8. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 코어부와 상기 보빈의 외부를 감싸도록 마련된 커버를 더 포함하는, 고조파 저감용 리액터.
PCT/KR2020/012700 2020-09-18 2020-09-21 고조파 저감용 리액터 WO2022059823A1 (ko)

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