JP5930455B2 - コアロス測定装置の試料台、コアロス測定装置 - Google Patents
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Description
図11は、従来技術のコアロス測定装置100の試料台10Pの斜視図である。図12は、従来技術のコアロス測定装置100の要部を図示した概略構成図である。
I1=Vs/Rs …(1)
また二次巻線53の両端に生じる誘起電圧V2を第2電圧測定回路40で測定し、測定した誘起電圧V2、一次巻線52の巻線数N1、二次巻線53の巻線数N2から以下の式(2)により、一次巻線52のインダクタンス分に加わる電圧V1を算出する。
V1=(N1/N2)V2 …(2)
トロイダルコイル50のコアロスPcは、軟磁性体コア51の電力損失であるから、上記の電圧V1、励磁電流I1及び励磁電流I1の周期Tを用いて以下の式(3)により算出することができる。
本発明の第1の態様は、非磁性金属で形成された筐体と、絶縁性を有する材料で形成され、前記筐体の上面に配置される試料テーブルと、を備え、前記筐体は、前記試料テーブルが配置される領域に凹部が形成されている、ことを特徴とするコアロス測定装置の試料台である。
このような特徴によれば、非磁性金属の筐体で発生する寄生渦電流損(後述)を低減することができるので、試料テーブルに対するコイル部品の配置に左右されることなくコイル部品のコアロスを高精度に測定することができる。
本発明の第2の態様は、前述した本発明の第1の態様において、前記筐体の凹部は、試料となるトロイダルコイルの直径より20mm以上長い直径の円を包含する大きさで、かつ前記試料テーブルの上面から底面までの長さが15mm以上となる深さで形成されている、ことを特徴とするコアロス測定装置の試料台である。
このような特徴によれば、非磁性金属の筐体で発生する寄生渦電流損(後述)をさらに低減することができるので、試料テーブルに対するコイル部品の配置に左右されることなくコイル部品のコアロスをより高精度に測定することができる。
本発明の第3の態様は、絶縁性を有する材料で形成された筐体と、絶縁性を有する材料で形成され、前記筐体の上面に配置される試料テーブルと、を備えるコアロス測定装置の試料台である。
本発明の第3の態様によれば、筐体で発生する寄生渦電流損(後述)を低減することができるので、試料テーブルに対するコイル部品の配置に左右されることなくコイル部品のコアロスを高精度に測定することができる。
本発明の第4の態様は、前述した本発明の第1〜第3の態様のいずれかにおいて、前記筐体に設けられた四つの端子をさらに備える、ことを特徴とするコアロス測定装置の試料台である。
このような特徴によれば、試料台に載置された試料とコアロス測定装置との電気的接続を容易に行うことができるので、コアロス測定装置の操作性を向上させることができる。
本発明の第5の態様は、前述した本発明の第1〜第4の態様のいずれかに記載のコアロス測定装置の試料台と、試料となるトロイダルコイルの一次巻線にシャント抵抗を介して正弦波の励磁電流を流す信号発生器と、前記シャント抵抗の両端の電位差を測定する第1電圧測定回路と、試料となるトロイダルコイルの二次巻線に生ずる誘起電圧を測定する第2電圧測定回路と、を備えるコアロス測定装置である。
本発明の第5の態様によれば、コアロス測定装置において、前述した本発明の第1〜第4の態様のいずれかに記載の発明による作用効果を得ることができる。
本発明に係るコアロス測定装置の試料台の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。
図1は、本発明に係るコアロス測定装置の試料台10の外観斜視図である。図2は、本発明に係るコアロス測定装置の試料台10の筐体11の側面図である。
尚、コアロス測定装置の全体構成については、試料台10の構成以外は図12に図示した従来技術のコアロス測定装置100と同じであるため、図示及び説明を省略する。
図3は、トロイダルコイル50の巻線方向の磁束を図示した斜視図である。図4は、トロイダルコイル50の巻線方向に直交する方向の磁束を図示した斜視図である。図5は、1ターンコイルLの巻線方向に直交する方向の磁束を図示した斜視図である。
実験用の試料としては、平均直径、高さ、コア材質及び巻線の巻数が異なる三種類のトロイダルコイルTA、TB、TCを作製した(表1)。
実験用の試料としては、上記のトロイダルコイルTCを用いた。第2実験では、まず信号発生器20から一次巻線52に周波数100KHzの正弦波の励磁電流0.5Aを流した状態で、本発明に係る試料台10(図1)の試料テーブル12の上にトロイダルコイルTCを載置し、コアロス測定装置100でコアロスを測定した。つづいて本発明に係る試料台10において試料テーブル12から20mmだけ上方へトロイダルコイルTCを浮かせた状態でコアロスを測定した。また同じ条件で、従来技術の試料台10P(図11)の試料テーブル12の上にトロイダルコイルTCを載置し、コアロス測定装置100でコアロスを測定した。つづいて従来技術の試料台10Pにおいて試料テーブル12から20mmだけ上方へトロイダルコイルTCを浮かせた状態でコアロスを測定した。
図6は、第3実験に用いたコアロス測定装置の試料台10Aの外観斜視図である。
出願人は、従来技術の試料台10Pの試料テーブル12を非磁性金属からなる第3実験用の試料テーブル12Aに置き換えた第3実験用の試料台10Aを用いて第3実験を行った(図6)。試料としては、前記の実験用のトロイダルコイルTA、TB、TCを用いた。具体的には、試料テーブル12Aの上にトロイダルコイルを載置し、信号発生器20から一次巻線52に周波数100KHzの正弦波の励磁電流0.5Aを流した状態で、試料テーブル12Aの上面(導体面)からトロイダルコイルの平均高さまでの距離hを変えながらコアロス測定装置100でコアロスを順次測定していった。
第3実験の測定結果のグラフからは、トロイダルコイルTA、TB、TC、いずれにおいても距離hが15mm以上で相対コアロスPcが0.1以下になることを容易に読み取ることできる。そして第3実験における距離hは、本発明に係る試料台10における筐体11の凹部17の深さHに相当する。よって第3実験の測定結果からは、本発明に係る試料台10において筐体11の凹部17の深さHを15mm以上に設定することによって、非磁性金属の筐体11で発生する寄生渦電流損を効果的に低減できることが理解できる。
図8は、第4実験に用いたコアロス測定装置の試料台10Bの外観斜視図である。
さらに出願人は、上記の第3実験用の試料テーブル12A(非磁性金属)の中央にさらに円形開口部18を形成した第4実験用の試料テーブル12Bを作製した。また従来技術の試料台10Pの筐体11の上面には、充分な大きさで深さが約40mmの凹部を形成した(図示省略)。そして上記の実験用の三種類のトロイダルコイルTA、TB、TCを用いて、上記の筐体11と試料テーブル12Bで第4実験用の試料台10Bを構成して第4実験を行った(図8)。具体的には、第4実験用の試料テーブル12Bの上に、図示の如くトロイダルコイルの中心に円形開口部18が位置するようにトロイダルコイルを載置する。そして信号発生器20から一次巻線52に周波数100KHzの正弦波の励磁電流0.5Aを流した状態で、第4実験用の試料テーブル12Bの円形開口部18の直径を変更しながらコアロス測定装置100でコアロスを順次測定していった。
第4実験の測定結果のグラフからは、トロイダルコイルTA、TB、TC、いずれにおいても直径差ΔD20mm以上で相対コアロスPcが0.1以下になることを容易に読み取ることできる。そして第4実験における直径差ΔDは、本発明に係る試料台10(図1)における筐体11の凹部17の直径Dとトロイダルコイル50の平均直径との差に相当する。よって第4実験の測定結果からは、本発明に係る試料台10において筐体11の凹部17をトロイダルコイル50の平均直径より20mm以上長い直径の円を包含する大きさとすることによって、非磁性金属の筐体11で発生する寄生渦電流損を効果的に低減できることが理解できる。
本発明は、上記説明した実施例に特に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変形が可能であること言うまでもない。
この変形例の試料台10は、凹部17が略矩形の開口形状を有している以外は、前述した実施例(図1)と同じ構成である。すなわち本発明に係る試料台10の凹部17は、特に前述した実施のように円形の開口形状を有するものに限定されないのであり、どのような形状であってもよい。
11 筐体
12 試料テーブル
13〜16 端子
17 凹部
20 信号発生器
30 第1電圧測定回路
31 シャント抵抗
40 第2電圧測定回路
50 トロイダルコイル
100 コアロス測定装置
Claims (3)
- 非磁性金属で形成された筐体と、
絶縁性を有する材料で形成され、前記筐体の上面に配置される試料テーブルと、を備え、
前記筐体の上面には、前記試料テーブル上に試料が配置される領域に対応する部分に凹部が形成され、
前記筐体の凹部は、試料となるトロイダルコイルの直径より20mm以上長い直径の円を包含する大きさで、かつ前記試料テーブルの上面から前記凹部の底面までの長さが15mm以上となる深さで形成されている、ことを特徴とするコアロス測定装置の試料台。 - 請求項1に記載のコアロス測定装置の試料台において、前記筐体に設けられた四つの端子をさらに備える、ことを特徴とするコアロス測定装置の試料台。
- 請求項1又は2に記載のコアロス測定装置の試料台と、
試料となるトロイダルコイルの一次巻線にシャント抵抗を介して正弦波の励磁電流を流す信号発生器と、
前記シャント抵抗の両端の電位差を測定する第1電圧測定回路と、
試料となるトロイダルコイルの二次巻線に生ずる誘起電圧を測定する第2電圧測定回路と、を備えるコアロス測定装置。
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