專利名稱：電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如適用于電子電路、電氣電路等、尤其適用于電力系統(tǒng)的電抗器。
背景技術(shù)：
電抗器是以向電路導(dǎo)入電抗為目的的例如利用了繞組的無源元件，例如，被使用于功率因數(shù)改善電路中的高次諧波電流的防止、電流型轉(zhuǎn)換器以及斬波器控制中的電流脈動(dòng)的平滑化以及變換器中的直流電壓的升壓等各種電子電路、電氣電路等中。而且，在電力系統(tǒng)中，電抗器被用作用于對(duì)進(jìn)相無功電流進(jìn)行補(bǔ)償并且抑制受電端電壓上升的分路電抗器、用于提高要抑制短路電容的系統(tǒng)的阻抗的串聯(lián)電抗器(限流電抗器)以及用于消除一線接地時(shí)發(fā)生的事故電流的消弧電抗器(中性點(diǎn)電抗器)等。電抗器構(gòu)成為具備線圈、和成為通過對(duì)所述線圈施加電源而產(chǎn)生的磁通量的通路 的鐵芯(芯部件)。對(duì)于該鐵芯，例如，使用沿軸向壘積多個(gè)沿周方向?qū)盈B磁性鋼板而一體化的圓板形狀的鐵芯塊(鐵芯段、放射狀鐵芯塊、徑向芯)而構(gòu)成的鐵芯(例如參照專利文獻(xiàn)I、專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3)。更具體而言，例如，依次層疊寬度不同的薄鐵板而形成截面為扇形的子塊，將多個(gè)子塊排列為圓形從而形成圓筒狀的鐵芯塊(例如參照上述專利文獻(xiàn)3)。另外，如上所述，電抗器是用于向電路導(dǎo)入電抗的元件，基本上是每一相為一個(gè)繞組，而變壓器是每一相為2個(gè)以上繞組，電抗器和變壓器不同。但是，在現(xiàn)有電抗器中，如上所述，依次層疊寬度不同的薄鐵板形成截面為扇形的子塊，將多個(gè)子塊排列為圓形，由此制成鐵芯塊，所以制造電抗器時(shí)耗費(fèi)工時(shí)，不容易實(shí)現(xiàn)電抗器的低成本化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I JP特開昭57-049213號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開昭59-229809號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 JP特開2005-347535號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而實(shí)現(xiàn)的發(fā)明，其目的是提供能夠比較容易地制造的電抗器。本發(fā)明所涉及的電抗器的芯部件是由磁性材料構(gòu)成的線材，并且被配置在多個(gè)線圈的外側(cè)。在這種結(jié)構(gòu)的電抗器中，因?yàn)樾静考蔷€材，并且被配置在多個(gè)線圈的外側(cè)，所以通過卷繞線材就能夠形成芯部件，所以能夠比較容易地進(jìn)行制造。上述以及其它的本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)以下的詳細(xì)記載以及附圖能
夠變得清楚。


圖I是表示第I實(shí)施方式中的電抗器的結(jié)構(gòu)的俯視圖(仰視圖)。圖2是表示第I實(shí)施方式中的電抗器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖3是用于說明第I實(shí)施方式中的電抗器的制造方法中的、中心部芯部件的準(zhǔn)備工序的圖。圖4是用于說明第I實(shí)施方式中的電抗器的制造方法中的、多個(gè)線圈的形成工序的圖。圖5是用于說明第I實(shí)施方式中的電抗器的制造方法中的、線材的芯部件的形成工序的圖。
圖6是用于說明圖5所示的芯部件的形成工序中的線材的卷繞方法的圖。圖7是用于說明芯部件的線材的長(zhǎng)度方向與磁通量的方向的關(guān)系的圖。圖8是表示第I實(shí)施方式的電抗器中的中心部芯部件的變形形態(tài)的圖。圖9是表示第2實(shí)施方式中的電抗器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖來說明本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式。另外，在各圖中標(biāo)注了同一符號(hào)的結(jié)構(gòu)表示是同一結(jié)構(gòu)，并且適當(dāng)省略其說明。此外，在本說明書中，在總稱的情況下用省略了后綴的參照符號(hào)表示，在指?jìng)€(gè)別結(jié)構(gòu)的情況下用附加了后綴的參照符號(hào)表示。(第I實(shí)施方式)圖I是表示第I實(shí)施方式中的電抗器的結(jié)構(gòu)的俯視圖(仰視圖)。圖2是表示第I實(shí)施方式中的電抗器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖2(A)是圖I所示的AA線處的縱剖視圖，圖2 (B)是圖2(A)所示的BB線處的橫剖視圖。圖3至圖6是用于說明第I實(shí)施方式中的電抗器的制造方法的圖。圖3示出中心部芯部件的準(zhǔn)備工序，圖4示出多個(gè)線圈的形成工序，圖5示出線材的芯部件的形成工序。在圖3至圖5的各圖中，其中(A)是縱剖視圖，(B)是俯視圖(仰視圖)。而且，圖6是用于說明芯部件的形成工序中的線材的卷繞方法的圖。此外，圖7是用于說明芯部件的線材的長(zhǎng)度方向與磁通量的方向的關(guān)系的圖。在圖I以及圖2中，該第I實(shí)施方式的電抗器Da構(gòu)成為具備多個(gè)線圈I、和成為對(duì)所述線圈I供給了電力時(shí)所產(chǎn)生的磁通量的通路的芯部件2。在本實(shí)施方式中，多個(gè)線圈I例如通過將夾著絕緣件(圖略)而重疊的帶狀的多個(gè)長(zhǎng)條的導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈I的軸向的方式卷繞而構(gòu)成。這種帶狀的長(zhǎng)條的導(dǎo)體部件是薄片形狀、緞帶形狀或者條帶形狀，厚度(厚度方向的長(zhǎng)度)t相對(duì)于寬度(寬度方向的長(zhǎng)度)W小于1(0 < t/ff < I)。多個(gè)線圈I可以是任意個(gè)數(shù)，例如，可以是根據(jù)電抗器Da的使用而適當(dāng)設(shè)計(jì)的個(gè)數(shù)。例如，多個(gè)線圈I是與提供給該電抗器Da的交流電力的相數(shù)相對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)。多個(gè)線圈I例如由夾著絕緣件而重疊的2個(gè)帶狀的導(dǎo)體部件構(gòu)成，電抗器Da用于2相的交流電力。或者，多個(gè)線圈I例如由夾著絕緣件而重疊的3個(gè)帶狀的導(dǎo)體部件構(gòu)成，電抗器Da用于3相的交流電力。在本實(shí)施方式中，如圖2(B)所示，多個(gè)線圈I構(gòu)成為具備3個(gè)線圈llu、llv、llw，被作為3相商用交流用的線圈。第I線圈Ilu用于3相交流的U相，其另一端Ilbu作為連接端子向芯部件2的外部引出，連接于3相商用交流電源的情況下，連接于3相交流中的U相的電線(line)。第2線圈Ilv用于3相交流的V相，其另一端Ilbv作為連接端子向芯部件2的外部引出，連接于3相商用交流電源的情況下，連接于3相交流中的V相的電線(line)。第3線圈Ilw用于3相交流的W相,其另一端Ilbw作為連接端子向芯部件2的外部引出，連接于3相商用交流電源的情況下，連接于3相交流中的W相的電線(line)。而且，這些第I至第3線圈llu、llv、llw被Y型連接。S卩,第I線圈Ilu的一端llau、第2線圈Ilv的一端Ilav以及第3線圈Ilw的一端Ilaw相互連接,連接于3相商用交流電源的情況下，其連接點(diǎn)Ilo作為中性點(diǎn)而接地。通過如此連接，在本實(shí)施方式中，提供3相商用交流用的電抗器Da，對(duì)該電抗器Da提供3相商用交流電力。另外，在圖2(B)所示的例子中，這些第I至第3線圈llu、llv、llw被Y型連接,但是也可以被Δ連接。芯部件2是成為對(duì)線圈I提供了電力時(shí)產(chǎn)生的磁通量的通路的部件，是由磁性材料構(gòu)成的線材，被配置在多個(gè)線圈I的外側(cè)。在這種結(jié)構(gòu)中，對(duì)線圈I提供電力時(shí)產(chǎn)生的磁通量從軸向上的線圈I的一個(gè)端部通過芯部件2向軸向上的線圈I的另一個(gè)端部環(huán)流。磁性材料例如是純鐵以及鐵基合金(Fe-Al合金、Fe-Si合金、鐵硅鋁合金、坡莫合金等)等，通過軋制加工、拉伸加工等而被加工為線材。另外，雖然優(yōu)選對(duì)線圈I提供電力時(shí)產(chǎn)生的全 部磁通量通過芯部件2，但實(shí)際上也存在產(chǎn)生磁通量泄露的情況。更具體而言，在圖I以及圖2所示的例子中，芯部件2是內(nèi)部具有多個(gè)線圈I的構(gòu)造。這種構(gòu)造例如通過按照將多個(gè)線圈I包在內(nèi)部的方式如線或毛線的球(團(tuán))那樣卷繞芯部件2的線材來形成。該第I實(shí)施方式的電抗器Da成為多個(gè)線圈I整體作為一體被芯部件2的線材包圍的所謂的罐型。而且，芯部件2可以是任意的給定截面形狀，但是為了降低多個(gè)線圈I的各導(dǎo)體部件中的渦流損失，如圖2(A)所示，優(yōu)選包含多個(gè)線圈I的軸的截面形狀為大致矩形。更具體而言，優(yōu)選與線圈I的軸向上的線圈I的一個(gè)端部對(duì)置的芯部件2的一個(gè)內(nèi)面和與所述軸向上的線圈I的另一個(gè)端部對(duì)置的芯部件2的另一個(gè)內(nèi)面，在至少覆蓋線圈I的所述一個(gè)端部以及所述另一個(gè)端部的各端部的區(qū)域大致平行。芯部件2通過卷繞線材而形成，所以芯部件2的內(nèi)面呈凹凸形狀，但是可以將其平均的面(平均面)定義為所述內(nèi)面。在這種矩形狀的芯部件2中的內(nèi)部空間中，磁通量的方向大致沿著軸向而形成，所以多個(gè)線圈I的導(dǎo)體部件大致沿著該內(nèi)部空間的磁通量的方向而配置，這種結(jié)構(gòu)的電抗器Da能夠降低多個(gè)線圈I中的導(dǎo)體部件的渦流損失。而且，如圖I以及圖2所示，第I實(shí)施方式的電抗器Da還具備中心部芯部件3，中心部芯部件3由磁性材料構(gòu)成，配置在多個(gè)線圈I中的最內(nèi)徑內(nèi)并且與芯部件2的線材磁耦合。該中心部芯部件3是其兩端面(上表面以及底面)面臨芯部件2的外部的長(zhǎng)度(高度)的實(shí)心圓柱形狀，并且在其軸向的兩端部的周面，按照繞該周面I周的方式形成有截面半圓形狀的凹部DP。這種中心部芯部件3例如具有各向同性，具有與規(guī)格等相應(yīng)的給定磁氣特性(導(dǎo)磁率)，從上述那樣的期望形狀的成形容易性的觀點(diǎn)，優(yōu)選使軟磁材料粉末成形而得到。這種結(jié)構(gòu)的電抗器Da能夠容易地形成中心部芯部件3，其鐵損也能夠降低。進(jìn)而，該中心部芯部件3更優(yōu)選使軟磁材料粉末和無磁材料粉末的混合物成形而得到。能夠比較容易地調(diào)整軟磁材料粉末和無磁材料粉末的混合比例，通過適當(dāng)調(diào)整所述混合比率，能夠容易地實(shí)現(xiàn)中心部芯部件3中的所述給定磁氣特性。該軟磁材料粉末是強(qiáng)磁的金屬粉末，更具體而言，例如，可以列舉純鐵粉、鐵基合金粉末(Fe-Al合金、Fe-Si合金、鐵硅鋁合金、坡莫合金等)以及非晶態(tài)粉末，進(jìn)而可以列舉在表面形成了磷酸系化學(xué)合成覆膜等的電絕緣覆膜的鐵粉等。這些軟磁材料粉末能夠通過公知方法來制造，例如，通過霧化法等進(jìn)行微粒子化的方法、將氧化鐵等研磨成粉后將其還原的方法等。此外，一般在導(dǎo)磁率相同的情況下飽和磁通密度大，所以軟磁材料粉末更優(yōu)選是例如上述純鐵粉、鐵基合金粉末以及非晶態(tài)粉末等的金屬系材料?；谶@種軟磁材料粉末的中心部芯部件3，例如能夠通過壓粉形成等公知的常規(guī)方法來形成。另外，根據(jù)小型化的觀點(diǎn)，中心部芯部件3優(yōu)選由導(dǎo)磁率比芯部件2的線材的導(dǎo)磁率高的材料形成。這種電抗器Da例如可以通過如下各工序來制造。首先，如圖3所示，準(zhǔn)備在兩端 部的各周面具有所述凹部DP(DP-l、DP-2)的實(shí)心圓柱形狀的中心部芯部件3。此外，準(zhǔn)備與線圈個(gè)數(shù)相同數(shù)量的具有給定厚度t并且被絕緣覆層的帶狀導(dǎo)體部件，并且使這些被絕緣覆層的多個(gè)導(dǎo)體部件依次重疊。以下，為了制造圖I以及圖2所示的例子的電抗器Da，設(shè)導(dǎo)體部件為3個(gè)來進(jìn)行說明。當(dāng)然，即使是任意個(gè)數(shù)的導(dǎo)體部件，各工序也能夠同樣地實(shí)施。這種帶狀的導(dǎo)體部件，例如作為一例，可以列舉用Kapton帶進(jìn)行了絕緣的厚度t為O. 2mm、寬度為19mm的銅帶。除了銅以外，也可以使用鋁等導(dǎo)體金屬。接下來，該重疊的3個(gè)導(dǎo)體部件(重疊導(dǎo)體部件)的一端，按照導(dǎo)體部件(重疊導(dǎo)體部件)的寬度方向與中心部芯部件3的軸向相匹配的方式安裝在中心部芯部件3中的被所述兩凹部DP-l、DP-2夾著的周面上并開始卷繞，如圖4所示，在中心部芯部件3上卷繞給定圈數(shù)。由此，形成被卷繞在中心部芯部件3上、并且各導(dǎo)體部件的寬度方向沿線圈I的軸向而卷繞的3個(gè)線圈I。如此，多個(gè)線圈I實(shí)質(zhì)上在徑向上重疊。另外，如上所述，重疊導(dǎo)體部件的所述各一端被Y型連接。或者，也可以在重疊導(dǎo)體部件的所述各一端，從各個(gè)導(dǎo)體部件分別引出省略圖示的連接用的導(dǎo)線，這些導(dǎo)線如上所述被Y型連接。接下來，如圖5所示，芯部件2的線材WL如線或毛線的球(團(tuán))那樣卷繞，以包圍多個(gè)線圈I。更具體而言，例如，如圖6所示，在一個(gè)面(上表面)上，芯部件2的線材WL從多個(gè)線圈I的最外周上的給定第I位置大致沿徑向向中心部延長(zhǎng)(I)，在該中心部附近，被中心部芯部件3的凹部DP-I鉤住而彎曲給定角度例如約90°，從中心部大致沿徑向向所述最外周上的給定第2位置延長(zhǎng)(2)，沿多個(gè)線圈I的最外周面向另一個(gè)面(下表面)延長(zhǎng)。而且，在另一個(gè)面(下表面)上，與所述一個(gè)面(上表面)同樣地，芯部件2的線材WL從多個(gè)線圈I的最外周上的給定第2位置(與所述一個(gè)面的給定第2位置對(duì)應(yīng)的所述另一個(gè)面上的位置)大致沿徑向向中心部延長(zhǎng)(2)，在該中心部附近，被中心部芯部件3的凹部DP-2鉤住而彎曲給定角度例如約90°，從中心部大致沿徑向向所述最外周上的給定第3位置延長(zhǎng)(3)，沿多個(gè)線圈I的最外周面向一個(gè)面(上表面)延長(zhǎng)。以下同樣地，在一個(gè)面和另一個(gè)面，按照跨越多個(gè)線圈I中的最外周的全周的方式卷繞芯部件2的線材WL。優(yōu)選卷繞芯部件2的線材WL，直到由于芯部件2的線材WL而從外部看不到多個(gè)線圈I。該線材Wl也可以重疊。此外，為了使芯部件2的線材WL更可靠地與中心部芯部件3磁耦合，優(yōu)選在給定長(zhǎng)度內(nèi)以線段與中心部芯部件3進(jìn)行接觸(線接觸)，而不是以點(diǎn)進(jìn)行接觸(點(diǎn)接觸)。線接觸的所述線段的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，芯部件2的線材WL和中心部芯部件3的磁耦合越強(qiáng)。另夕卜，在重疊導(dǎo)體部件的另一端，從各個(gè)導(dǎo)體部件分別引出省略圖示的連接用導(dǎo)線，進(jìn)而向芯部件2的外部引出。由此，制作出按照將多個(gè)線圈I包圍在內(nèi)部的方式如線或毛線的球(團(tuán))那樣卷繞芯部件2的線材WL的所謂的罐型的電抗器Da。而且，在如此制作的電抗器Da中，對(duì)3個(gè)線圈I提供3相商用交流電力。這里，對(duì)線圈I提供交流電力后，由該線圈I形成的磁場(chǎng)的磁通量B，如圖7中箭頭所示，在線圈I的軸向上沿著該軸向，而且在線圈I的徑向上沿著該徑向。芯部件2的線材WL與由提供了交流電力的線圈I形成的磁通量交叉的次數(shù)越多，其磁阻越大。因此，優(yōu)選芯部件2的線材WL的長(zhǎng)度方向盡可能地沿著所述磁通量B的方向。在按照上述方式卷繞芯部件2的線材WL的情況下，優(yōu)選根據(jù)多個(gè)線圈I的直徑(外徑)的大小、中心部芯部件3的直徑(外徑，在圖I以及圖2所示的例子中為所述凹部DP部分的外徑)的大小以及線材WL的線徑的大小，按照芯部件2的線材WL的長(zhǎng)度方向盡可能沿著所述磁通量B的方向的方·式，設(shè)定在中心部芯部件3使線材WL彎曲的所述給定角度。當(dāng)然，在這種情況下，也優(yōu)選線材WL如上所述與中心部芯部件3線接觸。如此在第I實(shí)施方式的電抗器Da中，通過如上所述進(jìn)行卷繞，芯部件2的線材WL的長(zhǎng)度方向被配置為大致沿著對(duì)線圈I提供了交流電力時(shí)所產(chǎn)生的磁通量的方向。因此,在本實(shí)施方式的電抗器Da中，芯部件2的線材WL與所述磁通量B交叉的次數(shù)降低，磁阻降低。所述大致沿著是指芯部件2的線材WL的長(zhǎng)度方向?qū)嵸|(zhì)上沿著所述磁通量B的方向，芯部件2的線材WL的長(zhǎng)度方向與所述磁通量B的方向所成的角Θ為-10° ( Θ彡+10°的情況，優(yōu)選-7°彡Θ彡+7°，更優(yōu)選-5°彡Θ彡+5°。如以上說明的那樣，對(duì)于本實(shí)施方式的電抗器Da，芯部件2是線材WL，并且被配置在多個(gè)線圈I的外側(cè)，所以能夠通過卷繞線材WL來形成芯部件2，所以能夠比較容易地進(jìn)行制造。其結(jié)果，能夠獲得更高的生產(chǎn)率，本實(shí)施方式的電抗器Da能夠低成本化。此外，在本實(shí)施方式的電抗器Da中，雖然考慮在芯部件2中會(huì)產(chǎn)生磁致伸縮振動(dòng)，但是芯部件2由線材WL形成，從電抗器Da整體來看，線材WL向各個(gè)方向卷繞，所以作為芯部件2整體能夠緩和所述磁致伸縮振動(dòng)。此外，在本實(shí)施方式的電抗器Da中，具備中心部芯部件3，所以通過將該中心部芯部件3作為多個(gè)線圈I的卷繞芯，并且作為芯部件2的線材WL的卷繞芯，從而能夠獲得較
高的生產(chǎn)率。此外，在本實(shí)施方式的電抗器Tra中，多個(gè)線圈I通過卷繞夾著絕緣件而重疊的帶狀的多個(gè)導(dǎo)體部件而構(gòu)成，所以能夠以一次卷繞工序構(gòu)成多個(gè)線圈1，所以這種結(jié)構(gòu)的電抗器Da變得容易制造。這里，多個(gè)線圈I也可以在徑向上層疊3個(gè)線圈llu、IlvUlw來構(gòu)成。通過這種方式構(gòu)成，可以提供降低了高度(厚度)的電抗器。另外，在上述電抗器Tra中，中心部芯部件3可以采取各種形狀，而不僅僅是上述的在兩端部的周面具有凹部DP的圓柱形狀。圖8是表示第I實(shí)施方式的電抗器中的中心部芯部件的變形方式的圖。圖8(A)示出其第I變形方式的結(jié)構(gòu)，圖8(B)示出其第2變形方式的結(jié)構(gòu)，圖8(C)示出其第3變形方式的結(jié)構(gòu)，圖8(D)示出其第4變形方式的結(jié)構(gòu)。如圖8(A)所示，第I變形方式的中心部芯部件31構(gòu)成為具備實(shí)心的圓柱部件311、和在該圓柱部件311的兩端部分別形成的凸緣部件312，所述凸緣部件312分別具有給定厚度，在其最外周面按照繞該周面I周的方式形成了截面半圓形狀的凹部。在這種結(jié)構(gòu)的中心部芯部件31中，芯部件2的線材WL被所述凸緣部件312的各凹部鉤住而卷繞。此外，如圖8(B)所示，第2變形方式的中心部芯部件32構(gòu)成為具備實(shí)心的圓柱部件321、和在該圓柱部件321的兩端面形成且直徑比圓柱部件321小的第I圓板部件322。所述第I圓板部件322可以是任意個(gè)數(shù)，在圖8(B)所示的例子中是2個(gè)。這2個(gè)第I圓板部件322-1、322-2具有相互不同的直徑并且被層疊，越朝向?qū)盈B方向(軸向)的外側(cè)(從圓柱部件321的端面離開的方向)其直徑越依次變小。另外，所述第I圓板部件322也可以與圓柱部件321 —體地形成。在這種結(jié)構(gòu)的中心部芯部件32中，芯部件2的線材WL被第I圓板部件322鉤住而卷繞。此外，如圖8(C)所示，第3變形方式的中心部芯部件33構(gòu)成為具備實(shí)心的圓柱部件331、和在該圓柱部件331的兩端面形成的直徑比圓柱部件331大的第2圓板部件332。 所述第2圓板部件332可以是任意個(gè)數(shù)，在圖8(C)所示的例子中是2個(gè)。這2個(gè)第2圓板部件332-1、332-2具有相互不同的直徑并且被層疊，越朝向?qū)盈B方向(軸向)的外側(cè)(從圓柱部件331的端面離開的方向)，其直徑越依次變大。另外，所述第2圓板部件332也可以與圓柱部件331 —體地形成。在這種結(jié)構(gòu)的中心部芯部件33中，芯部件2的線材WL被所述第2圓板部件332鉤住而卷繞。在這種構(gòu)造的中心部芯部件31 33中，因?yàn)榫邆渫咕壊考?12或第I圓板部件322或第2圓板部件332，所以能夠改變鉤住芯部件2的線材WL的中心部芯部件31 33的直徑，所以用于使所述線材WL的長(zhǎng)度方向大致沿所述磁通量的方向的設(shè)計(jì)變得容易。此外，在中心部芯部件33中，因?yàn)樵较驅(qū)盈B方向的外側(cè)，第2圓板部件332的直徑越依次變大，所以能夠用外側(cè)的第2圓板部件332(在上述例子中第2圓板部件332-2)控制(保持)被內(nèi)側(cè)的第2圓板部件332 (例如第2圓板部件332-1)鉤住的線材WL，所以能夠穩(wěn)定地維持芯部件2的形狀。此外，如圖8(D)所示，第4變形方式的中心部芯部件34是其兩端面(上表面以及底面)不與芯部件2的外部面臨的長(zhǎng)度(高度)的實(shí)心圓柱形狀。例如，中心部芯部件34的高度與多個(gè)線圈I的寬度方向的長(zhǎng)度大致相等。在這種構(gòu)造的中心部芯部件34中，在中心部芯部件34的兩端面上也配置芯部件
2。在芯部件2的線材WL較密地卷繞的情況下，芯部件2能夠?qū)⒍鄠€(gè)線圈I完全地包圍在內(nèi)部。接下來，說明其他實(shí)施方式。(第2實(shí)施方式)圖9是表示第2實(shí)施方式中的電抗器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。在第I實(shí)施方式中的電抗器Da中，多個(gè)線圈I實(shí)質(zhì)上在徑向上層疊，而在第2實(shí)施方式中的電抗器Db中，如圖9所示，多個(gè)線圈12在該線圈12的軸向上層疊。因此，第2實(shí)施方式的電抗器Db中的芯部件2以及中心部芯部件3與第I實(shí)施方式的電抗器Da中的芯部件2以及中心部芯部件3相同，所以省略其說明。該第2實(shí)施方式的電抗器Db中的多個(gè)線圈12分別通過將夾著絕緣件而重疊的帶狀的導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈12的軸向的方式進(jìn)行卷繞而構(gòu)成，而且，多個(gè)線圈12構(gòu)成為在軸向上層疊。在圖9所示的例子中，多個(gè)線圈12構(gòu)成為具備3個(gè)線圈12-1、12-2、12-3。線圈12_1、12_2、12_3分別通過將夾著絕緣件而重疊的帶狀的導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈12的軸向的方式進(jìn)行卷繞而構(gòu)成。而且，這些線圈12-1、12-2、12-3沿著該軸向?qū)盈B。這種結(jié)構(gòu)的第2實(shí)施方式中的電抗器Db也具有與第I實(shí)施方式中的電抗器Da同樣的作用效果。另外，在這第I以及第2實(shí)施方式的電抗器D(Da、Db)中，所述芯部件2的線材WL優(yōu)選線徑在與提供給該電抗器D的交流電力的頻率相對(duì)應(yīng)的趨膚厚度的1/3以下。這種結(jié)構(gòu)中，線材WL的線徑在與交流電力的頻率相對(duì)應(yīng)的趨膚厚度的3分之I以下，所以這種結(jié)構(gòu)的電抗器D能夠降低渦流損失。另外，在將交流電力的角頻率設(shè)為ω、將線材的導(dǎo)磁率設(shè)為P、將線材的電導(dǎo)率設(shè)為P的情況下，趨膚厚度δ 一般是δ = (2/ω μ ρ)1/2。
此外，在這第I以及第2實(shí)施方式的電抗器D中，在向電抗器D提供3相商用交流電力的情況下，芯部件2的線材WL優(yōu)選具有與50Hz或60Hz的商用交流頻率相應(yīng)的給定線徑。如此通過將芯部件2的線材WL設(shè)定為與商用交流頻率相應(yīng)的給定線徑，從而能夠更適宜地提供3相商用交流用的電抗器D。此外，在這第I以及第2實(shí)施方式的電抗器D中，中心部芯部件3也可以是具有與提供給該電抗器Tr的交流電力的頻率相對(duì)應(yīng)的趨膚厚度以上的壁厚的中空的圓筒芯部件。在這種中空的圓筒芯部件中，通過在其中空部分流過冷卻用的介質(zhì)(例如空氣、油等)能夠冷卻電抗器D。此外，在這第I以及第2實(shí)施方式的電抗器D中，中心部芯部件3也可以是沿著其圓周方向分割為多個(gè)的多個(gè)分割芯部件。通過這種結(jié)構(gòu)，也能夠構(gòu)成本實(shí)施方式的電抗器D0此外，在這第I以及第2實(shí)施方式的電抗器D中，所述芯部件2的線材WL既可以是一條，也可以被分割為多條。在通過這種多個(gè)線材WL來形成所述芯部件2的情況下，能夠通過第I方法以及第2方法來形成所述芯部件2，在所述第I方法中，用I條線材WL(WLl)如上所述地卷繞，在其卷繞的中途變更為另一條線材WL(WL2)如上所述地卷繞，在所述第2方法中，用多條線材WL(WL3)如上所述地卷繞。在所述第2方法中，可以使多條線材WL3平行并且用樹脂緊固地或松緩地集中在一起的線材。在本實(shí)施方式的電抗器D中，芯部件2的線材WL被配置為其長(zhǎng)度方向大致沿著對(duì)線圈I提供交流電力時(shí)所產(chǎn)生的磁通量的方向，雖然在所述線材WL的長(zhǎng)度方向與所述磁通量的方向不完全一致的情況下，在所述線材WL中通過所述磁通量會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，但是在如此通過多個(gè)線材WL構(gòu)成所述芯部件2的情況下，能夠使由在所述線材WL產(chǎn)生的所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的所述線材WL的兩端部中的電位差變得比較小。本說明書公開了上述那樣的各種方式的技術(shù)，以下歸納其中主要的技術(shù)。一方式所涉及的電抗器具備多個(gè)線圈、和成為對(duì)所述線圈提供電力時(shí)所產(chǎn)生的磁通量的通路的芯部件，所述多個(gè)線圈分別通過使夾著絕緣件而重疊的帶狀的導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈的軸向的方式卷繞而構(gòu)成，所述芯部件是由磁性材料構(gòu)成的線材，并且被配置在所述多個(gè)線圈的外側(cè)。而且，在這種結(jié)構(gòu)的電抗器中，優(yōu)選所述多個(gè)線圈被所述芯部件包圍在內(nèi)部。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)樾静考蔷€材，并且被配置在多個(gè)線圈的外側(cè)，所以能夠通過卷繞線材來形成芯部件，所以能夠比較容易地制造。其結(jié)果，能夠獲得更高的生產(chǎn)率，可以低成本化。此外，在另一方式中，在上述電抗器中，所述芯部件的線材被配置為其長(zhǎng)度方向大致沿著對(duì)所述多個(gè)線圈提供交流電力時(shí)產(chǎn)生的磁通量的方向。芯部件的線材與被提供了交流電力的線圈所形成的磁通量交叉的次數(shù)越多，其磁阻越大。因此，芯部件的線材優(yōu)選其長(zhǎng)度方向盡可能地沿著所述磁通量的方向。在這種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)樾静考木€材被配置為其長(zhǎng)度方向大致沿著所述磁通量的方向，所以與所述磁通量交叉的次數(shù)降低，磁阻被降低。所述大致沿著是指芯部件的線材的長(zhǎng)度方向?qū)嵸|(zhì)上沿著所述磁通量的方向，芯部件的線材的長(zhǎng)度方向與所述磁通量的方向形成的角度Θ為-10° ( Θ ^ +10°的情況，優(yōu)選為-7°彡Θ彡+7°，更優(yōu)選為-5°彡Θ彡+5°。此外，在另一方式中，在這些上述電抗器中，還具備中心部芯部件，該中心部芯部件由磁性材料形成，被配置在所述多個(gè)線圈中的最內(nèi)徑內(nèi)，并且與所述芯部件磁耦合。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫邆渲行牟啃静考?，所以通過使該中心部芯部件作為多個(gè)線圈的卷繞芯，并且作為所述芯部件的線材的卷繞芯，從而能夠獲得較高的生產(chǎn)率。此外，在另一方式中，在這些上述電抗器中，所述多個(gè)線圈通過使夾著絕緣件而重疊的帶狀的多個(gè)導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈的軸向的方式卷繞而構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，多個(gè)線圈能夠通過一次卷繞工序制造，所以這種結(jié)構(gòu)的電抗器的制
造變得容易。此外，在另一方式中，在上述電抗器中，所述多個(gè)線圈在該線圈的徑向上層疊。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎鄠€(gè)線圈在徑向上重疊，所以能夠提供降低了高度(厚度)的電抗器。此外，在另一方式中，在這些上述電抗器中，所述多個(gè)線圈在該線圈的軸向上層疊。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎鄠€(gè)線圈在軸向上重疊，所以能夠提供降低了直徑的大小的電抗器。此外，在另一方式中，在這些上述電抗器中，所述芯部件的線材的線徑在與提供給該電抗器的交流電力的頻率相對(duì)應(yīng)的趨膚厚度的1/3以下。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因?yàn)榫€材的線徑在與交流電力的頻率相對(duì)應(yīng)的趨膚厚度的3分之I以下，所以這種結(jié)構(gòu)的電抗器能夠降低渦流損失。另外，在將交流電力的角頻率設(shè)為ω，將線材的導(dǎo)磁率設(shè)為μ，將線材的電導(dǎo)率設(shè)為P的情況下，趨膚厚度δ 一般為δ = (2/ω μ ρ )1/2 ο此外，在另一方式中，在這些上述電抗器中，所述多個(gè)線圈為3個(gè)，并且是3相商用交流用的線圈。而且，在這種結(jié)構(gòu)的電抗器中，所述芯部件的線材優(yōu)選是與50Hz或60Hz的商用交流頻率對(duì)應(yīng)的給定線徑。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，提供3相商用交流用的電抗器。而且，通過將芯部件的線材設(shè)定為與商用交流頻率對(duì)應(yīng)的給定線徑，從而可以更恰當(dāng)?shù)靥峁?相商用交流用的電抗器。本申請(qǐng)以2010年5月18日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)卦?010-113854為基礎(chǔ)，本申請(qǐng)中包含其內(nèi)容。為了表現(xiàn)本發(fā)明，在上述中參照附圖通過實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了適當(dāng)且充分的說明，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到若是本領(lǐng)域的技術(shù)人員則可以容易地對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和/或改良。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員實(shí)施的變更方式或者改良方式，只要是不脫離權(quán)利要求書中記載的權(quán)利要求的權(quán)利范圍的程度，則該變更方式或者該改良方式被解釋為包括在該權(quán)利要求的權(quán)利范圍內(nèi)。(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供電抗器。
權(quán)利要求
1.一種電抗器,具備 多個(gè)線圈；和 芯部件，其成為對(duì)所述線圈提供電力時(shí)所產(chǎn)生的磁通量的通路， 所述多個(gè)線圈分別通過將夾著絕緣件而重疊的帶狀的導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈的軸向的方式卷繞而構(gòu)成， 所述芯部件是由磁性材料構(gòu)成的線材，并且被配置在所述多個(gè)線圈的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電抗器，其特征在于， 所述芯部件的線材被配置為其長(zhǎng)度方向大致沿著對(duì)所述多個(gè)線圈提供交流電力時(shí)所產(chǎn)生的磁通量的方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電抗器，其特征在于， 所述電抗器還具備中心部芯部件，該中心部芯部件由磁性材料構(gòu)成，被配置在所述多個(gè)線圈中的最內(nèi)徑內(nèi)，并且與所述芯部件磁耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的電抗器，其特征在于， 所述多個(gè)線圈通過將夾著絕緣件而重疊的帶狀的多個(gè)導(dǎo)體部件按照該導(dǎo)體部件的寬度方向沿著該線圈的軸向的方式卷繞而構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電抗器，其特征在于， 所述多個(gè)線圈在該線圈的徑向上層疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的電抗器，其特征在于， 所述多個(gè)線圈在該線圈的軸向上層疊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的電抗器，其特征在于， 所述芯部件的線材的線徑在與提供給該電抗器的交流電力的頻率相對(duì)應(yīng)的趨膚厚度的1/3以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的電抗器，其特征在于， 所述多個(gè)線圈是3個(gè)，并且是3相商用交流用的線圈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電抗器，該電抗器(Da)的芯部件(2)是由磁性材料構(gòu)成的線材，并且被配置在多個(gè)線圈(1)的外側(cè)。在這種結(jié)構(gòu)的電抗器(Da)中，因?yàn)樾静考?2)是線材，并且被配置在多個(gè)線圈(1)的外側(cè)，因此通過卷繞線材就可以形成芯部件(2)，所以能夠比較容易地進(jìn)行制造。
文檔編號(hào)H01F27/24GK102893347SQ20118002357
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者森本勉, 井上憲一, 井上浩司, 橋本裕志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所