JPH03112111A - 鉄心形リアクトル - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鉄心形リアクトルに係り、特に低振動。

低騒音化に好適な鉄心形リアクトルに関する。

［従来の技術］ 最近の送電系統の長距離化や、都市部の地下ケーブル系
統の拡張化に伴って、系統の充電容量が増大し、これを
補償する分路リアクトルの需要が急速に増大している。

この分路リアクトルは、空心形と鉄心形とに大別され、
大容量の分路リアクトルとしては寸法および電気特性の
面から鉄心形が多く採用される傾向にある。この鉄心形
リアクトルは．ブロツクコアとギャップスペーサを交互
に積み重ねた鉄心脚を用いたもので、ギャップスペーサ
の積層方向の寸法によりリアクタンスが決められる。一
般に。

この鉄心形リアクトルは高磁束密度で使用されるように
設計されるため、ギャップスペーサを挾んで上下に位置
するブロックコア間には大きな磁気吸引力が作用し、こ
の磁気吸引力によるギャップスペーサの変形か振動、騒
音の原因と考えられていた。

このため特開昭５８−１３１７２０号公報に示された鉄
心形リアクトルでは、ヤング率の比較的大きなギャップ
スペーサを使用することによって振動や騒音を低減する
ことが提案されており、またブロックコアとギャップス
ペーサを強固に締付けることなども一般的に行なわれて
いる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように従来の鉄心形リアクトルは、振動や騒音
発生の原因がブロックコア間に作用する磁気吸引力にあ
るとの認識のもとに構成されていたが．ブロツクコアの
磁気ひずみにより発生する振動や騒音についての認識は
なく、従って、従来の技術では振動、騒音の低減におい
て限界があった。

本発明の目的は．ブロツクコアの磁気ひずみにより発生
する振動や騒音を低減した鉄心形リアクトルを提供する
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために．ブロツクコアの磁
気ひずみを伸び方向に設定し、磁気ひずみによる上記ブ
ロックコアの変形量を磁気吸引力によるギャップスペー
サの変形量で相殺させてほぼ振動最小点となるように、
上記ギャップスペーサのばね定数を設定したことを特徴
とする。

［作用］ 本発明による鉄心形リアクトルは上述の如き構成である
から、単にギャップスペーサのばね定数を変えるという
簡単な構成で、従来例では考慮されていなかったブロッ
クコアの磁気ひずみによる変形で発生する振動、！Ｑ音
を低減することができる。

［実施例コ 以下本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は単相の鉄心形リアクトルの電器本体の縦断面図
である。

ブロックコア１とギャップスペーサ２とを交互に積重ね
て成る鉄心主脚３の両側に側脚４がそ冶。

ぞれ配置され、これら鉄心主＃３と側脚４の上下が上ヨ
ーク５と下ヨーク６によってそれぞれ橋絡され、鉄心主
脚３には巻線７が巻回されている。

今、巻線７に電流が流されると、発生した磁束は鉄心主
脚３．側脚４および上下ヨーク５，６で成る磁路を流れ
、一般に知られるようにギャップスペーサ２を挾むブロ
ックコア１間に磁気吸引力が作用する。またブロックコ
ア１．側脚４および上下ヨーク５，６には磁気ひずみが
発生する。

この磁気吸引力および磁気ひずみによって振動が発生す
るが、従来は磁気吸引力について対策が成されていたが
、磁気ひずみについては対策が成されていなかった。こ
の磁気ひずみによる変形は、使用する磁性材料によって
異なるが、本実施例におけるブロックコア１は、磁束に
対して伸びとなる磁性材料が用いられている。また上下
ヨーク５゜６および側脚４の磁性材料としては、磁束に
対して比較的磁気ひずみの小さなものが用いられている
。

次に．ブロツクコア１の磁気ひずみによる変形をギャッ
プスペーサ２の磁気吸引力による変形で相殺させるため
のギャップスペーサ２のばね定数について説明する。

一般に、ギャップスペーサ２のばね定数には、そのヤン
グ率をＥ、厚みをＱ、磁気吸引力の方向と直交する方向
の全断面積をＳとするとき、で表わされるので、上式（
１）の右辺の各量を変えることによってギャップスペー
サ２のばね定数を選定することができる。特に、厚みＱ
は電気特性から一般に決定されるので、ヤング率Ｅと全
断面積Ｓを変えることによってギャップスペーサ２のば
ね定数を変化させることができ、その−例を第２図に示
している。

第２図は鉄心主脚３の要部を拡大して示すもので、１対
のブロックコア１に挾まれたギャップスペーサ２は、ヤ
ング率Ｅの異なる２種の材料、例えばエポキシ樹脂等の
プラスチック材から成る第１ギヤツプスペーサ２ａと、
アルミナ系のセラミツク材から成る第２ギヤツプスペー
サ２ｂとを鉄心主脚３の積層方向に積重ねて構成してい
る。

第１および第２ギャップスペーサ２ａ、２ｂのそれぞれ
のばね定数をに、、に、とすると、全体としてのギャッ
プスペーサ２のばね定数には、となる。

第３図は第２図に示す第１および第２ギャップスペーサ
２ａ、２ｂの構成割合を変化させて等価ヤング率を変え
た場合の電器本体の各部の振動発生状況を示すもので、
縦軸は上ヨーク５が下側に撓むときを内向きとして図の
下側にとり、逆に上側に撓むときを外向きとして図の上
側にとっている。同図において、ギャップスペーサ２を
エポキシ樹脂等のプラスチック材で形成した場合のばね
定数はｋａ付近であり、アルミナ系のセラミック材など
で形成した場合のばね定数はｋｃである。

この実施例におけるギャップスペーサ２は振動最小点近
傍のばね定数ｋｂが選ばれている。

このようにギャップスペーサ２のばね定数をｋｂとした
場合の振動低減の理由を次に説明する。

先ずギャップスペーサ２のばね定数が小さい場合は、磁
気吸引力によってブロックコア１が引き合い、その結果
、ギャップスペーサ２が縮むが、このときの変形量はギ
ャップスペーサ２のばね定数が小さいため磁気ひずみに
よるブロックコア１の変形量に比べて大きい。このため
、電器本体は第４図のように鉄心主脚３の軸方向長が短
かくなる方向に点線の如く変形し、上下ヨーク５，６は
互いに内向きに曲げられる。従って、側脚４には外向き
の曲げモーメントが作用することになり、第４図の点線
の如く変形する。従来のようにギャップスペーサ２をエ
ポキシ樹脂等のプラスチック材で形成した場合（ばね定
数はｋａ）、電器本体は第４図の如き変形であった。

上述の場合とは逆に、ギャップスペーサ２のばね定数が
十分大きい場合は、磁気吸引力によるギャップスペーサ
２の変形量が磁気ひずみによるブロックコア１の変形量
よりも小さくなる。このため第５図のように鉄心主脚３
は軸方向長が増大する方向に変形し、上下ヨーク５，６
は互いに外向きに曲げられる。また側脚４は内向きに曲
げられる。このような変形は、従来のようにギャップス
ペーサ２をセラミック材で形成し、ばね定数がｋｃの場
合の電器本体に見られる。

従って、ギャップスペーサ２のばね定数を第３図の振動
最小点近傍に定めることにより、磁気吸引力によるギャ
ップスペーサ２の変形量と、磁気ひずみによるブロック
コア１の変形量とをほぼ相殺できることが分かる。

尚、上述の実施例ではギャップスペーサ２のばね定数を
変えるために、ヤング率の異なる複数の材料からギャッ
プスペーサ２を形成したが、（１）式によって他の値を
変化させても良い６また上述の実施例は単相の鉄心形リ
アクトルについて説明したが、三相鉄心形リアクトルに
本発明を適用しても同様の効果が得られる。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は、磁気吸引力によるギャッ
プスペーサの変形量と、磁気ひずみによるブロックコア
の変形量とをほぼ相殺するようなばね定数のギャップス
ペーサを用いたため、簡単な構成で、従来例では考慮さ
れていなかった磁気ひずみによる振動、騒音を低減した
鉄心形リアクトルが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による鉄心形リアクトルの電
器本体を示す縦断面図、第２図は第１図の要部拡大図、
第３図はギャップスペーサのばね定数に対する振動特性
図、第４図および第５図は電気本体のそれぞれ異なる振
動モード図である。 １・・・・・・ブロックコア、２・・・・・・ギャップ
スペーサ、２ａ・・・・・・第１ギヤツプスペーサ、２
ｂ・・・・・・第２ギヤツプスペーサ、３・・・・・・
鉄心主脚、ｋａ、ｋｂ。 ｋｃ・・・・・・ばね定数。 図 ３ １ニア１０ツクコア ２：Ｗｖシッフス穴−サ ３：土Ａ卯献・ρ゛ ７：登ｌ棗 ｉｆ２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．ブロツクコアとギヤツプスペーサを交互に積重ねて
   成る鉄心脚部に、巻線を巻回して構成した鉄心形リアク
   トルにおいて、上記ブロツクコアの磁気ひずみを伸び方
   向に設定し、上記ブロツクコアの磁気ひずみによる変形
   量を上記ギヤツプスペーサの磁気吸引力による変形量で
   ほぼ相殺させて振動最小点近傍となるように上記ギヤツ
   プスペーサのばね定数を設定したことを特徴とする鉄心
   形リアクトル。
2. ２．請求項１記載のものにおいて、上記ギヤツプスペー
   サは、ヤング率の異なる複数の材料を上記積重ね方向に
   積層して構成したことを特徴とする鉄心形リアクトル。
3. ３．請求項２記載のものにおいて、上記ヤング率の異な
   る複数の材料として、プラスチツク材とアルミナ系セラ
   ミツク材を用いたことを特徴とする鉄心形リアクトル。