电抗器、电动机驱动装置、功率调节器以及设备的制作方法

本实用新型涉及电抗器、电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

背景技术：

通常，电抗器具有多个铁芯和卷绕于这些铁芯的多个线圈。在这样的电抗器中存在有如下的问题：磁通泄漏，而贯通相邻的线圈，在线圈内产生涡流，其结果，线圈的温度上升。

因此，在日本特开2009-49082号公报中，公开有如下内容：“电抗器30 的电抗器外壳32的内部与电抗器侧循环路径64连通。在电抗器外壳32的内部收纳有构成电抗器30的芯34和线圈36，制冷剂66在该收纳空间的剩余部分循环通过”。

技术实现要素：

实用新型要解决的问题

然而，日本特开2009-49082号公报所公开的电抗器配置于供制冷剂循环的电抗器外壳内，因此，构造大型化。

由此，期望提供能够以简单的结构高效地被冷却的电抗器、以及具备这样的电抗器的电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

用于解决问题的方案

根据本实用新型的第一技术方案，提供一种电抗器，其中，该电抗器具备外周部铁芯和与所述外周部铁芯的内表面接触、或与该内表面结合的至少三个铁芯线圈，所述至少三个铁芯线圈分别由铁芯和卷绕于该铁芯的线圈构成，该电抗器还具备外方冷却部，该外方冷却部配置于所述外周部铁芯的外方并用于冷却所述外周部铁芯。

根据第一技术方案，提供一种电抗器，该电抗器具备外周部铁芯和与所述外周部铁芯的内表面接触、或与该内表面结合的至少三个铁芯线圈，所述至少三个铁芯线圈分别由铁芯和卷绕于该铁芯的线圈构成，此外，该电抗器具备外方冷却部，该外方冷却部配置于所述外周部铁芯的外方并用于冷却所述外周部铁芯。

根据第二技术方案，在第一技术方案的基础上，所述外方冷却部包含形成于所述外周部铁芯的外周面的至少一个翅片。

根据第三技术方案，在第一或第二技术方案的基础上，所述外方冷却部包含内部供所述外周部铁芯插入的翅片壳体，在该翅片壳体的外周面形成有至少一个翅片。

根据第四技术方案，在第二或第三技术方案的基础上，所述外方冷却部还包含包围所述多个翅片的夹套。

根据第五技术方案，在第四技术方案的基础上，在所述夹套的内周面形成有流路。

根据第六技术方案，在第一～第五技术方案中的任一项的基础上，所述外方冷却部是筒体，该筒体绕所述外周部铁芯地配置，并由被卷绕的管路形成。

根据第七技术方案，在第四或第五技术方案的基础上，所述外方冷却部还包含冷却风扇，该冷却风扇配置于所述夹套的端面和所述夹套的外周面中的至少一者。

根据第八技术方案，在第一～第七技术方案中的任一项的基础上，所述外方冷却部包含壳体，该壳体封入有所述外周部铁芯并在内部填充制冷剂。

根据第九技术方案，在第八技术方案的基础上，在所述壳体形成有入口和出口，使得所述制冷剂自所述入口经过所述壳体的内部向所述出口流通。

根据第十技术方案，在第一～第九技术方案中的任一项的基础上，所述至少三个铁芯线圈的个数为3的倍数。

根据第十一技术方案，在第一～第九技术方案中的任一项的基础上，所述至少三个铁芯线圈的个数为4以上的偶数。

根据第十二技术方案，提供一种电动机驱动装置，该电动机驱动装置具备第一～第十一技术方案中的任一项所述的电抗器。

根据第十三技术方案，提供一种具备电动机驱动装置的设备，该设备具备第十二技术方案所述的电动机驱动装置。

根据第十四技术方案，提供一种功率调节器，该功率调节器具备第一～第十一技术方案中的任一项所述的电抗器。

根据第十五技术方案，提供一种具备功率调节器的设备，该设备具备第十四技术方案所述的功率调节器。

实用新型的效果

在第一技术方案中，外方冷却部配置于外周部铁芯的外方，因此，不会大型化就能够以简单的结构高效地冷却电抗器。

在第一技术方案中，由于在外周部铁芯的外方配置有外方冷却部，因此，能够以简单的结构高效地冷却电抗器。

在第二技术方案中，能够将外方冷却部设得极为简单，并且，能够防止电抗器大型化。

在第三技术方案中，由于将外周部铁芯插入翅片壳体内即可，因此，即使是现有的电抗器，也能够容易地配置外方冷却部。

在第四技术方案中，由于能够使制冷剂在夹套与翅片之间流通，因此，能够进一步高效地冷却电抗器。

在第五技术方案中，由于在夹套的内表面形成有多个翅片，因此，能够进一步高效地冷却电抗器。

在第六技术方案中，由于绕外周部铁芯地卷绕空心管路即可，因此，能够容易地将外方冷却部配置于电抗器。

在第七技术方案中，由于来自冷却风扇的气流流入电抗器的内部或外部，因此，能够进一步提高冷却效果。

在第八技术方案中，利用制冷剂能够进一步高效地冷却电抗器。

在第九技术方案中，利用制冷剂能够进一步高效地冷却电抗器。

在第十技术方案中，能够将电抗器作为三相电抗器使用。

在第十一技术方案中，能够将电抗器作为单相电抗器使用。

在第十二～第十五技术方案中，能够容易地提供具有电抗器的电动机驱动装置、功率调节器以及设备。

根据附图所示的本实用新型的典型的实施方式的详细的说明，能够进一步明确本实用新型的这些目的、特征以及优点及其他的目的、特征以及优点。

附图说明

图1是基于第一实施方式的电抗器的端面图。

图2是基于第二实施方式的电抗器的端面图。

图3是基于第三实施方式的电抗器的立体图。

图4A是基于第四实施方式的电抗器的立体图。

图4B是图4A所示的电抗器的分解立体图。

图5A是基于第五实施方式的电抗器的立体图。

图5B是基于第五实施方式的另一电抗器的立体图。

图6A是基于第六实施方式的电抗器的立体图。

图6B是图6A所示的电抗器的分解立体图。

图7A是基于第七实施方式的电抗器的立体图。

图7B是图7A所示的电抗器的分解立体图。

图8A是基于第八实施方式的电抗器的立体图。

图8B是图8A所示的电抗器的另一立体图。

图9A是基于第九实施方式的电抗器的立体图。

图9B是图9A所示的电抗器的另一立体图。

图10是基于第十实施方式的电抗器的立体图。

图11是基于第十一实施方式的电抗器的立体图。

图12是表示包含电抗器的设备的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本实用新型的实施方式。在以下的附图中对相同的构件标注相同的附图标记。为了容易理解，这些附图适当变更了比例尺。

图1是基于第一实施方式的电抗器的端面图。如图1所示，电抗器5包含剖面呈圆形的外周部铁芯20和与外周部铁芯20的内表面接触或结合的至少三个铁芯线圈31～33。而且，铁芯的个数优选为3的倍数，由此，能够将电抗器5作为三相电抗器使用。另外，外周部铁芯20也可以是多边形形状。

铁芯线圈31～33分别包含有铁芯41～43和卷绕于铁芯41～43的线圈 51～53。另外，外周部铁芯20和铁芯41～43通过层叠多个铁板、碳钢板、电磁钢板、或由压粉铁芯制作而成。

由图1可知，铁芯41～43为彼此大致相同的尺寸，以大致相等间隔配置于外周部铁芯20的周向。在图1中，铁芯41～43的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20接触或接合。

此外，铁芯41～43的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20的中心收缩，其顶端角度约为120度。并且，铁芯41～44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～103而彼此分开。

换言之，在第一实施方式中，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、 103与相邻的两个铁芯42、43的各自的半径方向内侧端部彼此分开。其他的铁芯42～43也是同样的。另外，理想的是，间隙101～103的尺寸彼此相等，但也可以不相等。而且，在后述的实施方式中，存在有省略对间隙101～103 等的表述以及对铁芯线圈31～33等的表述的情况。

这样，在第一实施方式中，将铁芯线圈31～33配置于外周部铁芯20的内侧。换言之，铁芯线圈31～33被外周部铁芯20包围起来。因此，能够降低来自线圈51～53的磁通泄漏到外周部铁芯20的外部的情况。

图2是基于第二实施方式的电抗器的端面图。图2所示的电抗器5包含有大致八边形的外周部铁芯20和与外周部铁芯20彼此磁连结的四个铁芯线圈 31～34。这些铁芯线圈31～34在电抗器5的周向上以等间隔配置。而且，铁芯的个数优选为4以上的偶数，由此，能够将电抗器5作为单相电抗器使用。

由附图可知，各个铁芯线圈31～34包含有沿半径方向延伸的铁芯41～44 和卷绕于该铁芯的线圈51～54。铁芯41～44的各自的半径方向外侧端部与外周部铁芯20接触、或与外周部铁芯20一体地形成。

此外，铁芯41～44的各自的半径方向内侧端部位于外周部铁芯20的中心附近。在图2中，铁芯41～44的各自的半径方向内侧端部朝向外周部铁芯20 的中心收缩，且其顶端角度约为90度。并且，铁芯41～44的半径方向内侧端部隔着能够磁连结的间隙101～104彼此分开。

换言之，在第二实施方式中，铁芯41的半径方向内侧端部隔着间隙101、 104与相邻的两个铁芯42、44的各自的半径方向内侧端部彼此分开。其他的铁芯42～44也是同样的。另外，间隙101～104的尺寸设为彼此大致相等。

因而，由间隙101～104形成的单一的大致X字形状的间隙形成于电抗器5 的中心。这些间隙101～104也在电抗器5的周向上以等间隔配置。在第二实施方式中，由于四个铁芯线圈31～34也被外周部铁芯20包围起来，因此，自线圈51～54产生的磁场不会泄漏到外周部铁芯20的外部。

此外，在图1所示的第一实施方式和图2所示的第二实施方式中，在外周部铁芯20的外方配置有外方冷却部80。外方冷却部80起到对外周部铁芯20的内部、特别是线圈51～54进行冷却的作用。由于外方冷却部80绕外周部铁芯 20地配置，因此，在电抗器5驱动时，不会大型化就能够以简单的结构高效地冷却电抗器5。

以下，详细说明具有三个铁芯线圈31～33的电抗器5的外方冷却部80。图3是基于第三实施方式的电抗器的立体图。图3的外方冷却部80为形成于外周部铁芯20的外周面的多个翅片81。这些多个翅片81沿着周向形成于外周部铁芯20的外周面。但是，多个翅片81也可以沿着轴向形成于外周部铁芯20的外周面。另外，后述的其他的翅片也可以沿着轴向形成。而且，作为多个翅片，可以形成有一条螺旋。在后述的其他的实施方式中也是同样的。

该情况下，外方冷却部80的结构变得极为简单。此外，由于作为外方冷却部80的多个翅片81与外周部铁芯20成为一体，因此，不需要作为外方冷却部80的单独的构件，因而，能够防止电抗器5大型化。

图4A是基于第四实施方式的电抗器的立体图。在图4A中，外周部铁芯 20插入于大致圆筒状的翅片壳体82内。优选的是，翅片壳体82由与外周部铁芯20相同的材料形成。在翅片壳体82的外周面形成有沿着周向延伸的多个翅片83。第四实施方式的外方冷却部80为翅片壳体82和多个翅片83。另外，在外周部铁芯20与翅片壳体82之间可以设有间隙，或者，也可以不设置间隙。

图4B是图4A所示的电抗器的分解立体图。为了容易理解，在图4B以及后述的其他的附图中，省略了对线圈51～53的图示。如图4B所示，在第四实施方式中，准备形成有多个翅片83的翅片壳体82。并且，将配置有线圈51～ 53(未图示)的外周部铁芯20插入于翅片壳体82内。这样，由于只要将外周部铁芯20插入翅片壳体82内即可，因此，在第四实施方式中，能够容易地在电抗器5配置外方冷却部80。另外，还可以在外周部铁芯20的外周面形成有多个翅片81。

图5A是基于第五实施方式的电抗器的立体图。在图5A中，在外方配置了形成有多个翅片83的翅片壳体82而成的外周部铁芯20插入于相当于外方冷却部80的圆筒状的夹套85内。优选的是，夹套85由与外周部铁芯20相同的材料形成。在夹套85与翅片壳体82之间形成有间隙。

而且，通常，在电抗器5的两端部配置端板。第五实施方式的端板具有封闭夹套85的两端部所需的足够的尺寸。因而，能够使制冷剂在夹套85与翅片壳体82之间的间隙流通。由此，能够进一步高效地冷却电抗器5。或者，还可以是夹套85自身包括底面或包括底面和顶面这两者。

而且，图5B是基于第五实施方式的另一电抗器的立体图。在图5B中，在外周面形成有多个翅片81的外周部铁芯20插入于夹套85。并且，在夹套85 与外周部铁芯20之间形成有间隙。该情况下，也同样地能够使制冷剂在夹套 85与外周部铁芯20之间的间隙流通，因此，可明确的是，能够进一步高效地冷却电抗器5。

图6A是基于第六实施方式的电抗器的立体图，图6B是图6A所示的电抗器的分解立体图。在图6A中，外周部铁芯20如上所述地插入夹套85内。并且，如图6B所示，在夹套85的内周面形成有多个追加翅片84。因此，可明确的是，能够进一步高效地冷却电抗器5。或者，还可以在夹套85的内周面形成有流路84。该情况下，由于能够使制冷剂在夹套85的内侧的流路84中流动，因此，能够提高冷却效果。

图7A是基于第七实施方式的电抗器的立体图，图7B是图7A所示的电抗器的分解立体图。如图7A、图7B所示，外周部铁芯20如上所述地插入筒体 86内。筒体86是被卷绕而成的管路，以外周部铁芯20能够插入其内部的方式被确定尺寸。优选的是，管路由热导率高于外周部铁芯20的热导率的材料形成，或者，管路也可以是树脂制。该情况下，由于能够使制冷剂在筒体86的管路内流通，因此，能够进一步高效地冷却电抗器5。

图8A是基于第八实施方式的电抗器的立体图，图8B是图8A所示的电抗器的另一立体图。在图8A中，以电抗器5的轴向成为水平方向的方式配置。在图8B中，以电抗器5的轴向成为铅垂方向的方式配置。在图8A、图8B中，在夹套85的底面安装有冷却风扇6。冷却风扇6设为由未图示电动机驱动。

图9A是基于第九实施方式的电抗器的立体图，图9B是图9A所示的电抗器的另一立体图。在图9A、图9B中，在夹套85的外周面安装有与上述相同的冷却风扇6。

在第八实施方式和第九实施方式中，在冷却风扇6被驱动时，来自冷却风扇6的气流经过外周部铁芯20与夹套85之间的间隙沿着电抗器5的轴向或周向流动。因此，能够进一步提高对电抗器5的冷却效果。

图10是基于第十实施方式的电抗器的立体图。在图10中，外方冷却部80 是封闭壳体87以及壳体87的顶部的盖部88。并且，在壳体87内配置具有线圈51～53的外周部铁芯20。在配置了外周部铁芯20之后、或在配置外周部铁芯 20之前，在壳体87中填充规定量的制冷剂。然后，利用盖部88封闭壳体87并驱动电抗器5。由此，能够利用填充于壳体87的制冷剂进一步高效地冷却电抗器5。

图11是基于第十一实施方式的电抗器的立体图。在图11中，在壳体87的相对的两个面形成有贯通孔，在这些贯通孔分别配置有入口部89a和出口部 89b。在壳体87内配置具有线圈51～53的外周部铁芯20，并利用盖部88封闭壳体87。并且，在自未图示的冷却装置向入口部89a供给制冷剂时，制冷剂经过壳体87内部并由出口部89b排出。该情况下，能够始终供给被冷却了的制冷剂，因此，能够防止由电抗器5导致制冷剂的温度升高，因而，能够极高效地冷却电抗器5。

图12是表示包含电抗器的设备的图。在图12中，电抗器5在电动机驱动装置或功率调节器中被使用。并且，设备包含有这样的电动机驱动装置或功率调节器。在这样的情况下，可明确的是，能够容易地提供包含电抗器5的电动机驱动装置、功率调节器、设备等。而且，将上述的若干实施方式适当组合的情况也包含在本实用新型的范围内。

使用典型的实施方式说明了本实用新型，但对本领域技术人员而言能够理解的是，只要不脱离本实用新型的范围，就能够进行上述的变更以及各种其他的变更、省略、追加。