JPH056330B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH056330B2 JPH056330B2 JP58046818A JP4681883A JPH056330B2 JP H056330 B2 JPH056330 B2 JP H056330B2 JP 58046818 A JP58046818 A JP 58046818A JP 4681883 A JP4681883 A JP 4681883A JP H056330 B2 JPH056330 B2 JP H056330B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shield
- coil
- turns
- short
- loss
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/08—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure without magnetic core
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Regulation Of General Use Transformers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電磁シールドをもつた空心リアクト
ルに関するものである。
ルに関するものである。
たとえば、電力系統に使用される交流フイルタ
は、リアクトル、コンデンサおよび抵抗によつて
構成される。これらの構成において、リアクトル
についてはインダクタンスのみでなく、それ自体
の抵抗分を前記したフイルタ用の抵抗に使用され
ることがあり、そのためリアクトルに実効抵抗が
指定されることがある。
は、リアクトル、コンデンサおよび抵抗によつて
構成される。これらの構成において、リアクトル
についてはインダクタンスのみでなく、それ自体
の抵抗分を前記したフイルタ用の抵抗に使用され
ることがあり、そのためリアクトルに実効抵抗が
指定されることがある。
従来のこの種の空心リアクトルを第１図および
第２図に示す。すなわち、１は空心のコイル、２
は銅、アルミニウムなどからなる導電性のシール
ドで、たとえばパイプ状に構成されており、コイ
ル１の周囲に配置する。通常はこれを鉄製のタン
ク内に収納する。
第２図に示す。すなわち、１は空心のコイル、２
は銅、アルミニウムなどからなる導電性のシール
ドで、たとえばパイプ状に構成されており、コイ
ル１の周囲に配置する。通常はこれを鉄製のタン
ク内に収納する。
そこで、この種リアクトルの設計に際しては、
フイルタ用の場合、最初にシールド２の大きさす
なわち高さ、直径などについて絶縁の点からその
最小寸法を決め、つぎにコイル１についてシール
ド２のなかに入る大きさの範囲内で、所定のイン
ダクタンスが得られるコイル寸法およびターン数
を決める。ここで実効抵抗が指定されているとき
は前記のように決めたコイル１の、うず電流損、
直流抵抗損を求める。そしてこれらによる実効抵
抗の不足分をシールド２のシールド損失として発
生するように考慮する。
フイルタ用の場合、最初にシールド２の大きさす
なわち高さ、直径などについて絶縁の点からその
最小寸法を決め、つぎにコイル１についてシール
ド２のなかに入る大きさの範囲内で、所定のイン
ダクタンスが得られるコイル寸法およびターン数
を決める。ここで実効抵抗が指定されているとき
は前記のように決めたコイル１の、うず電流損、
直流抵抗損を求める。そしてこれらによる実効抵
抗の不足分をシールド２のシールド損失として発
生するように考慮する。
ところが、シールド２のシールド損失の実効抵
抗は周波数に依存するという欠点がある。すなわ
ち、シールド２のシールド損失を詳細に検討する
と、シールド２はコイル１の外周を囲み、電気的
に１ターンの短絡構造であり、コイル１とシール
ド２間には電磁誘導作用が働く。その作用による
損失の１つは、コイル１により発生した磁束をシ
ールド２より内側に閉じ込める作用をするもの
で、コイル１とシールド２の電磁結合に基因した
電流とシールドの周長方向の１ターン分の抵抗分
とによつて発生する損失であり、コイル１の直流
抵抗に類似したものである。このシールド抵抗損
PRは PR＝I2R ……(1) で与えられる。ここで、Ｉは誘導電流、Ｒはシー
ルド抵抗である。
抗は周波数に依存するという欠点がある。すなわ
ち、シールド２のシールド損失を詳細に検討する
と、シールド２はコイル１の外周を囲み、電気的
に１ターンの短絡構造であり、コイル１とシール
ド２間には電磁誘導作用が働く。その作用による
損失の１つは、コイル１により発生した磁束をシ
ールド２より内側に閉じ込める作用をするもの
で、コイル１とシールド２の電磁結合に基因した
電流とシールドの周長方向の１ターン分の抵抗分
とによつて発生する損失であり、コイル１の直流
抵抗に類似したものである。このシールド抵抗損
PRは PR＝I2R ……(1) で与えられる。ここで、Ｉは誘導電流、Ｒはシー
ルド抵抗である。
第２の損失は、シールド２の内側表面よりシー
ルド２の内部への若干の磁束の流入は避けられな
いことから、この流入磁束によつて生ずるシール
ド内部のうず電流損である。このシールド内のう
ず電流損Peは、 Pe＝π2／6ρf2B2d3 ……(2) で与えられる。ここで、ρは導体抵抗率、ｆは周
波数、Ｂは磁束密度、ｄは導体厚み（第３図：幅
ａおよび奥行きｂは１としている）である。
ルド２の内部への若干の磁束の流入は避けられな
いことから、この流入磁束によつて生ずるシール
ド内部のうず電流損である。このシールド内のう
ず電流損Peは、 Pe＝π2／6ρf2B2d3 ……(2) で与えられる。ここで、ρは導体抵抗率、ｆは周
波数、Ｂは磁束密度、ｄは導体厚み（第３図：幅
ａおよび奥行きｂは１としている）である。
これらのシールド２の損失のうちで、シール抵
抗損PRは周波数に無関係であるが、シールド内
うず電流損Peは周波数の２乗に比例することが
わかる。
抗損PRは周波数に無関係であるが、シールド内
うず電流損Peは周波数の２乗に比例することが
わかる。
フイルタ用リアクトルの特性としては、実効抵
抗が周波数に関係なく一定であることが望まし
い。したがつて、シールド内うず電流損は低く抑
える必要がある。実際の設計例では、シールド厚
みが数mm程度の場合で数百Hz付近まではシールド
の損失としてはシールド抵抗損が支配的である
が、さらに高い周波数（数百Hz以上）ではシール
ド内うず電流損の周波数依存性のため急激な損失
の増加が生じ、リアクトルの実効抵抗として望ま
しくない周波数依存性が顕著に現われるのであ
る。
抗が周波数に関係なく一定であることが望まし
い。したがつて、シールド内うず電流損は低く抑
える必要がある。実際の設計例では、シールド厚
みが数mm程度の場合で数百Hz付近まではシールド
の損失としてはシールド抵抗損が支配的である
が、さらに高い周波数（数百Hz以上）ではシール
ド内うず電流損の周波数依存性のため急激な損失
の増加が生じ、リアクトルの実効抵抗として望ま
しくない周波数依存性が顕著に現われるのであ
る。
したがつて、この発明の目的は、実効抵抗の周
波数特性を改善することができる空心リアクトル
を提供することである。
波数特性を改善することができる空心リアクトル
を提供することである。
この発明の第１の実施例を第４図および第５図
に示す。すなわち、この空心リアクトルは、２タ
ーン以上に巻回したコイルの両端を短絡して複数
ターンを形成した短絡コイル３の複数個を空心の
コイル１の周囲に軸方向に積み上げて円筒状の電
磁シールド４を構成したものである。各短絡コイ
ル３は４巻きの円盤状コイル５ａ〜５ｄを４段に
重ねて相互に直列に接続し、かつ両端をリード線
６により短絡し全体で16ターンとしている。第５
図の各導体中に示した符号「１」「２」…は導体
の巻回数を昇順に示している。
に示す。すなわち、この空心リアクトルは、２タ
ーン以上に巻回したコイルの両端を短絡して複数
ターンを形成した短絡コイル３の複数個を空心の
コイル１の周囲に軸方向に積み上げて円筒状の電
磁シールド４を構成したものである。各短絡コイ
ル３は４巻きの円盤状コイル５ａ〜５ｄを４段に
重ねて相互に直列に接続し、かつ両端をリード線
６により短絡し全体で16ターンとしている。第５
図の各導体中に示した符号「１」「２」…は導体
の巻回数を昇順に示している。
このように構成したため、従来のパイプ状シー
ルド２が１ターンの短絡コイルとしてリアクトル
コイルと電磁結合をなしていたのに対し、２ター
ン以上とすることにより、シールド４の内側に磁
束を閉じ込めるために必要なシールドのアンペ
ア・ターンは一定であることから、シールドを流
れる電流はターン数分の１に減少する。したがつ
て１ターン当りの断面積を減少できるので、前記
式(2)の導体厚みｄを小さくでき、シールド内うず
電流損を減らすことができ、それ故リアクトルの
実効抵抗の周波数依存性を減少させることができ
る。一方、前記式(1)の電流Ｉもターン数分の１と
なるが、断面積がターン数分の１となり、導体長
がターン数倍となるため、Ｒはターン数の２乗倍
となり、結局PRは一定である。
ルド２が１ターンの短絡コイルとしてリアクトル
コイルと電磁結合をなしていたのに対し、２ター
ン以上とすることにより、シールド４の内側に磁
束を閉じ込めるために必要なシールドのアンペ
ア・ターンは一定であることから、シールドを流
れる電流はターン数分の１に減少する。したがつ
て１ターン当りの断面積を減少できるので、前記
式(2)の導体厚みｄを小さくでき、シールド内うず
電流損を減らすことができ、それ故リアクトルの
実効抵抗の周波数依存性を減少させることができ
る。一方、前記式(1)の電流Ｉもターン数分の１と
なるが、断面積がターン数分の１となり、導体長
がターン数倍となるため、Ｒはターン数の２乗倍
となり、結局PRは一定である。
また、このような短絡コイル３を軸方向に複数
個積み上げているのは、シールドの内側に磁束を
閉じ込めるために必要なシールドのアンペア・タ
ーンが第６図のように軸方向に変化しており、軸
方向高さの高い短絡コイル３を用いると、１つの
短絡コイル３内ではアンペア・ターンは一定とな
るので、シールドとして必要なアンペア・ターン
に差ができて、磁束がシールド外へ漏れることか
ら避ける必要があるからである。ゆえに、第６図
のアンペア・ターン曲線の変化の急激な部分程分
割された短絡コイルの必要性が生じ、短絡コイル
数や各短絡コイルのターン数等はリアクトル設計
時にその仕様条件により適当に選ぶことになる。
個積み上げているのは、シールドの内側に磁束を
閉じ込めるために必要なシールドのアンペア・タ
ーンが第６図のように軸方向に変化しており、軸
方向高さの高い短絡コイル３を用いると、１つの
短絡コイル３内ではアンペア・ターンは一定とな
るので、シールドとして必要なアンペア・ターン
に差ができて、磁束がシールド外へ漏れることか
ら避ける必要があるからである。ゆえに、第６図
のアンペア・ターン曲線の変化の急激な部分程分
割された短絡コイルの必要性が生じ、短絡コイル
数や各短絡コイルのターン数等はリアクトル設計
時にその仕様条件により適当に選ぶことになる。
この発明の第２の実施例を第７図に示す。すな
わち、これは電磁シールドを構成する短絡コイル
３ａの構造に関し、多層の円筒状コイル７ａ〜７
ｄの各層間を図のようにリード線８で接続したも
のである。導体中の符号は巻回数の昇順を示す。
またその作用効果は第１の実施例と同様である。
わち、これは電磁シールドを構成する短絡コイル
３ａの構造に関し、多層の円筒状コイル７ａ〜７
ｄの各層間を図のようにリード線８で接続したも
のである。導体中の符号は巻回数の昇順を示す。
またその作用効果は第１の実施例と同様である。
この発明の第３の実施例を第８図に示す。すな
わち、これは電磁シールドを構成する短絡コイル
３ｂの構造に関し、箔状導体９を同芯円筒状に複
数回巻回して形成したものであり、図のようにリ
ード線１０により内外端を短絡している。その作
用効果は第１の実施例と同様である。
わち、これは電磁シールドを構成する短絡コイル
３ｂの構造に関し、箔状導体９を同芯円筒状に複
数回巻回して形成したものであり、図のようにリ
ード線１０により内外端を短絡している。その作
用効果は第１の実施例と同様である。
この発明の第４の実施例を第９図に示す。すな
わち、この空心リアクトルはコイル１の近傍の磁
束量の多い部分のみ短絡コイルで構成された電磁
シールド４′を使用し、その両端部はパイプ状の
シールド１１ａ，１１ｂを併用したものである。
その結果は第１の実施例と同様である。
わち、この空心リアクトルはコイル１の近傍の磁
束量の多い部分のみ短絡コイルで構成された電磁
シールド４′を使用し、その両端部はパイプ状の
シールド１１ａ，１１ｂを併用したものである。
その結果は第１の実施例と同様である。
この発明の第５の実施例を第１０図に示す。す
なわち、この空心リアクトルは、第４の実施例の
パイプ状シールドに代えて前記と同構成の短絡コ
イルよりなる電磁シールド３″を高さの大きいパ
イプ状シールド１２で包囲したものである。
なわち、この空心リアクトルは、第４の実施例の
パイプ状シールドに代えて前記と同構成の短絡コ
イルよりなる電磁シールド３″を高さの大きいパ
イプ状シールド１２で包囲したものである。
以上のように、この発明の空心リアクトルは、
２ターン以上巻回したコイルの両端を短絡して複
数ターンを形成した複数個の短絡コイルを空心の
コイルの周囲に軸方向に積み重ねて電磁シールド
を構成したため、電磁シールドを流れる電流をタ
ーン数分の１に減少でき、このため１ターン当た
りの断面積を減少できるので導体厚みを小さくし
てうず電流損を減少することが可能となり、した
がつて実効抵抗の周波数依存性を改善することが
できる。また複数の短絡コイルを軸方向に積み重
ねているため、磁束がシールド外へ漏れるのを避
けることができるという効果がある。
２ターン以上巻回したコイルの両端を短絡して複
数ターンを形成した複数個の短絡コイルを空心の
コイルの周囲に軸方向に積み重ねて電磁シールド
を構成したため、電磁シールドを流れる電流をタ
ーン数分の１に減少でき、このため１ターン当た
りの断面積を減少できるので導体厚みを小さくし
てうず電流損を減少することが可能となり、した
がつて実効抵抗の周波数依存性を改善することが
できる。また複数の短絡コイルを軸方向に積み重
ねているため、磁束がシールド外へ漏れるのを避
けることができるという効果がある。
第１図は従来例の断面図、第２図はその平面
図、第３図はうず電流損を説明するための導体の
斜視図、第４図はこの発明の第１の実施例の断面
図、第５図はその短絡コイルの拡大断面図、第６
図はアンペア・ターン曲線図、第７図は第２の実
施例の短絡コイルの拡大断面図、第８図は第３の
実施例の短絡コイルの拡大断面図、第９図は第４
の実施例の半断面図、第１０図は第５の実施例の
半断面図である。 １……空心のコイル、３，３ａ，３ｂ……短絡
コイル、４，４′……電磁シールド。
図、第３図はうず電流損を説明するための導体の
斜視図、第４図はこの発明の第１の実施例の断面
図、第５図はその短絡コイルの拡大断面図、第６
図はアンペア・ターン曲線図、第７図は第２の実
施例の短絡コイルの拡大断面図、第８図は第３の
実施例の短絡コイルの拡大断面図、第９図は第４
の実施例の半断面図、第１０図は第５の実施例の
半断面図である。 １……空心のコイル、３，３ａ，３ｂ……短絡
コイル、４，４′……電磁シールド。
Claims (1)
- １ 空心のコイルと、２ターン以上巻回したコイ
ルの両端を短絡して複数ターンを形成した複数個
の短絡コイルを前記空心のコイルの周囲に軸方向
に積み重ねてなる電磁シールドとを備えた空心リ
アクトル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58046818A JPS59172223A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 空心リアクトル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58046818A JPS59172223A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 空心リアクトル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59172223A JPS59172223A (ja) | 1984-09-28 |
| JPH056330B2 true JPH056330B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=12757915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58046818A Granted JPS59172223A (ja) | 1983-03-18 | 1983-03-18 | 空心リアクトル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59172223A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5202584A (en) * | 1991-08-30 | 1993-04-13 | Bba Canada Limited | High energy dissipation harmonic filter reactor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5118410Y2 (ja) * | 1971-01-29 | 1976-05-17 | ||
| JPS5763818A (en) * | 1980-10-06 | 1982-04-17 | Nissin Electric Co Ltd | Air-core reactor |
-
1983
- 1983-03-18 JP JP58046818A patent/JPS59172223A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59172223A (ja) | 1984-09-28 |
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