JPS61109423A - Cuttent limiter - Google Patents

Cuttent limiter

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Publication number
JPS61109423A
JPS61109423A JP24301085A JP24301085A JPS61109423A JP S61109423 A JPS61109423 A JP S61109423A JP 24301085 A JP24301085 A JP 24301085A JP 24301085 A JP24301085 A JP 24301085A JP S61109423 A JPS61109423 A JP S61109423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
partial
magnet
magnetic
ferromagnetic material
Prior art date
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Pending
Application number
JP24301085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
フランツ・マイエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri AG Switzerland
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri AG Switzerland
BBC Brown Boveri France SA
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Filing date
Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri AG Switzerland, BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri AG Switzerland
Publication of JPS61109423A publication Critical patent/JPS61109423A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • H01F29/146Constructional details
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/021Current limitation using saturable reactors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電源から電気機器に流れる電流を制限する
装置に関する。これに関する概念は特許請求の範囲1に
記載している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] This invention relates to a device for limiting current flowing from a power source to an electrical device. The concept in this regard is described in claim 1.

この種の電流制限装置は遮断に要する切断電力を低減し
、また、電気的エネルギーを搬送する配電網において、
短絡による影響を抑えるために用いられる。これは、配
電網がますます繁雑になって、送電状況を良好に維持す
るために、おるい控、経営上、あるいは、やむを得ぬ短
絡電流の増加に対処するためである。
This type of current limiting device reduces the cutting power required for interruption and also reduces the
Used to suppress the effects of short circuits. This is because the power distribution network is becoming more and more complex, and in order to maintain a good power transmission situation, it is necessary to maintain a good power transmission situation, and to deal with an increase in short-circuit current due to reasons such as maintenance, management, or unavoidable circumstances.

[従来技術] 特許請求の範囲1で与えられるような電流制限装置は、
米国特許第3.671.810号明a薔によって公知と
なっている。この装置は二つの外部極片と、一つの自由
端を持った中央極片とを備えた強磁性体からなる芯を有
している。二つの極片はそれぞれ二つの並設され、電気
機器への電流が流れるチョークコイルを備えている。
[Prior Art] A current limiting device as given in claim 1:
It is known from U.S. Pat. No. 3,671,810. The device has a ferromagnetic core with two outer pole pieces and a central pole piece with one free end. The two pole pieces are each equipped with two side-by-side choke coils through which the current to the electrical equipment flows.

中央極片はその自由端が継鉄と僅かに間隔を取っている
。この継鉄を通って電気機器への電流が流れるチョーク
コイルの磁界による磁束流が導かれる。中央極片の自由
端と継鉄の間の間隙には残留磁気を持つ永久磁石が配さ
れている。
The central pole piece has its free end slightly spaced from the yoke. Through this yoke, a magnetic flux flow is guided by the magnetic field of the choke coil through which the current to the electrical equipment flows. A permanent magnet with residual magnetism is placed in the gap between the free end of the central pole piece and the yoke.

この磁石は電気機器の使用電流で強磁性体の芯を磁気的
に飽和させるのに充分なものである。
This magnet is sufficient to magnetically saturate the ferromagnetic core with the current used by the electrical equipment.

磁気的に飽和した強磁性体からなる芯を持つチョークコ
イルは、はんの僅かなりアクタンスを持つにすぎないか
ら、この種の電流制限装置は通常の使用電力に対してご
く小さな抵抗値しか示さない。しかし、短絡電流が発生
するとチョークコイルによる磁界は、永久磁石の残留磁
気を殆ど消滅させ、強磁性体からなる芯は非飽和となり
、そのためチョークコイルのりアクタンスは最高値に達
する。このため、電流制限装置は短絡電流に対し高い抵
抗値を示し、これを制限する。
A choke coil with a core made of magnetically saturated ferromagnetic material has only a small actance, so this type of current limiting device exhibits a very small resistance for normal power usage. do not have. However, when a short-circuit current occurs, the magnetic field generated by the choke coil almost eliminates the residual magnetism of the permanent magnet, and the core made of ferromagnetic material becomes unsaturated, so that the choke coil actance reaches its maximum value. Therefore, the current limiting device exhibits a high resistance value to the short circuit current and limits this.

しかしながら、このような電流制限装置では、永久磁石
が直接にチョークコイルの磁界による影響下にある。こ
の磁石はその空気に等しい透磁率(μm=1)でシェア
リングの効果を持ち、コイル電流に対し強磁性体からな
る芯は透磁率の著しい低下を示す。制限すべき電流が交
流であるならば永久磁石自体、チョークコイルの交番磁
界にさらされて消磁されてしまうであろう。
However, in such a current limiting device, the permanent magnet is directly influenced by the magnetic field of the choke coil. This magnet has a shearing effect with its magnetic permeability (μm=1) equal to that of air, and the core made of ferromagnetic material exhibits a significant decrease in magnetic permeability with respect to the coil current. If the current to be limited is alternating current, the permanent magnet itself will be exposed to the alternating magnetic field of the choke coil and will be demagnetized.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

この発明は簡単で効果的に任意な大きさの電流を制限す
ることができる電流制限装置を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a current limiting device that can simply and effectively limit a current of any magnitude.

この目的は特許請求の範囲1の特徴部分に示した概念に
よって解決されるものである。
This object is solved by the concept presented in the characterizing part of patent claim 1.

〔目的を解決するための手段] この発明の電流制限装置では電流が流れるチョークコイ
ルによる磁界に対抗して機能する磁石が強磁性体芯によ
る交番磁界のニュートラル領域に配置される。これによ
シ、この発明の電流制限装置は無監視で信頼の高い作動
をする。
[Means for Solving the Object] In the current limiting device of the present invention, a magnet that functions to oppose the magnetic field produced by the choke coil through which current flows is arranged in a neutral region of the alternating magnetic field produced by the ferromagnetic core. As a result, the current limiting device of the present invention operates unsupervised and reliably.

また、電力供給網に於いて高い給電率の個所に設置する
ことが出来る。
Furthermore, it can be installed at a location with a high power supply rate in the power supply network.

この発明の実施態様は特許請求の範囲の従属項に記載し
ている。
Embodiments of the invention are described in the dependent claims.

この発明の特徴や利点を次ぎに図を用いて説明する。し
かし、この発明は次ぎに説明する実施例の構成に制限さ
れるものではない。
The features and advantages of this invention will now be explained with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the configuration of the embodiment described below.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

図において同じ記号は同じ機能の部材を示している。第
1図の回路に於いて、この発明の電流制限装置1は電圧
■の交流電源2と、例えば、抵抗を利用する電気機器3
との間に位置している。電流制限装置1と電気機器3と
の間には電力スイッチ4が配置されている。このスイッ
チの駆動機構は電圧変成器5と作動上連携されている。
In the figures, the same symbols indicate members with the same function. In the circuit shown in FIG. 1, the current limiting device 1 of the present invention is connected to an AC power source 2 having a voltage of
It is located between. A power switch 4 is arranged between the current limiting device 1 and the electric device 3. The drive mechanism of this switch is operatively associated with the voltage transformer 5.

しかし、これらは第1図に示されていない。電流制限装
置1に通常の作動状況では電源2から電気機器3に流詐
る電流工に対しほんの僅かなインピーダンスを示すにす
ぎない。しかし、短絡電流があるとこれは高いインピー
ダンスを示し電源2から電気機器3へ流れる電流を制限
する。
However, these are not shown in FIG. Under normal operating conditions, the current limiting device 1 presents only a small impedance to the current flowing from the power supply 2 to the electrical equipment 3. However, if there is a short circuit current, this presents a high impedance and limits the current flowing from the power supply 2 to the electrical equipment 3.

第2図に示すのはこの発明による電流制限装置1の実施
例であって、4つの極片7,8,9゜10を持つ強磁性
体からなる芯6と、2つの内部継鉄11,12を備える
。内部継鉄11および12はそれぞれ2つの一定の間隔
をとってその自由端を対向させた切断部13.14およ
び15.16を有している。継鉄の切断部13゜14お
よび15,16の前記した自由端間にはそれぞれ、例え
ば2.3センチ幅の間隙があって、これに継鉄の断面を
埋めるように磁石17゜18が配置されている。この磁
石は、その破線で示した磁束流ΦMが磁石17、切断部
14、極片19、切断部16、磁石18、切断部15、
極片8、切断部13からなる磁気回路と、同様に磁石1
7、切断部14、外部継鉄20、極片10、外部継鉄2
7、切断部16、磁石18、切断部15、外部継鉄21
、極片7、外部継鉄19および切断部13を通る磁気回
路を形成するよう配置される。この磁石は、例えば高い
保磁力と残留磁気を備えた永久磁石であシ、コバルトと
種金属との合金などからなる。しかし、永久磁石に変え
て外部から励起される電磁石を使うことも考えられる。
FIG. 2 shows an embodiment of the current limiting device 1 according to the invention, which includes a core 6 made of a ferromagnetic material having four pole pieces 7, 8, 9° 10, two internal yokes 11, 12. The internal yokes 11 and 12 each have two spaced apart cuts 13.14 and 15.16 with their free ends facing each other. There is a gap, for example, 2.3 cm wide between the free ends of the cut portions 13, 14 and 15, 16 of the yoke, and magnets 17, 18 are arranged to fill the cross section of the yoke. has been done. In this magnet, the magnetic flux flow ΦM indicated by the broken line is the magnet 17, the cutting part 14, the pole piece 19, the cutting part 16, the magnet 18, the cutting part 15,
A magnetic circuit consisting of a pole piece 8, a cutting part 13, and a magnet 1 as well.
7, cutting part 14, external yoke 20, pole piece 10, external yoke 2
7, cutting section 16, magnet 18, cutting section 15, external yoke 21
, are arranged to form a magnetic circuit through the pole piece 7, the outer yoke 19 and the cutout 13. This magnet is made of, for example, a permanent magnet with high coercive force and residual magnetism, or an alloy of cobalt and a seed metal. However, it is also possible to use an externally excited electromagnet instead of a permanent magnet.

継鉄19、極片8、継鉄21および極片7はリング状の
閉じた強磁性体からなる部分7,23を形成する。これ
に対し、継鉄20、極片10、継鉄22および極片9は
前記の部分芯23に対し切断部13.14および15.
16で間隔をとったリング状で閉じた強磁性体からなる
部分芯24を形成する。部分芯23.24のそれぞれに
は電流工が流れるチョークコイル25.26が配置され
ている。これらのチョークコイルは直列に接続されてい
て等しい巻数と極性を有している。
The yoke 19, the pole piece 8, the yoke 21 and the pole piece 7 form a ring-shaped closed ferromagnetic part 7, 23. On the other hand, the yoke 20, the pole piece 10, the yoke 22 and the pole piece 9 have the cut portions 13.14 and 15.
A closed partial core 24 of ferromagnetic material is formed in the form of a ring spaced apart by 16 mm. A choke coil 25, 26 through which electric current flows is arranged in each of the partial cores 23, 24. These choke coils are connected in series and have equal number of turns and polarity.

この発明による電流制限装置の作動は次の通シである: 2つの磁石17.18の残留磁気は、強磁性体材料から
なシ磁束流ΦMが設定される部分芯25.24を、チョ
ークコイル25.26に電流の無いとき、あるいは単に
通常の作動電流工が流れているだけのときに、磁気的に
飽和する程度とする。2つのチョークコイに25.26
のそれぞれに於けるリアクタンスXD は、このとき非
常に僅かである。このことはチョークコイルの起磁力θ
とリアクタンスXDの関係を示した第3図から明らかで
ある。リアクタンスxDは、チョークコイルに殆ど電流
が無く、したがって部分芯23.24が単に磁石17.
18の起磁力θでのみ励磁されているときには、極めて
小さい。チョークコイル25.26に通常の作動電流が
流れているときには、印加された交  d流の半波ごと
の極性によって、2つのチョークコイルではせいぜい、
印加した電流の振幅に対応した起磁力θLMおよびθR
IJが付加的に作用するにすぎないから、リアクタンス
XDはやはシ僅かである。チョークコイル25.26は
二つの部分芯23.24が磁気的に充分に飽和されてい
てリアクタンスXDが小さいから、通常の作動状態にあ
るこの発明の電流制限装置では電圧降下が必要最小限で
ある。
The operation of the current limiting device according to the invention is as follows: The residual magnetism of the two magnets 17.18 causes a partial core 25.24 of ferromagnetic material to be set in the choke coil. 25.26 shall be magnetically saturated when there is no current or only a normal operating current is flowing. 25.26 for two choke carp
The reactance XD in each case is then very small. This means that the magnetomotive force θ of the choke coil
This is clear from FIG. 3, which shows the relationship between reactance and reactance XD. The reactance xD means that there is almost no current in the choke coil, so that the partial cores 23, 24 are simply magnets 17.
When it is excited only with a magnetomotive force θ of 18, it is extremely small. When normal operating current flows through the choke coils 25, 26, depending on the polarity of each half-wave of the applied alternating current, the two choke coils will at most
Magnetomotive forces θLM and θR corresponding to the amplitude of the applied current
Since IJ only acts additionally, the reactance XD is quite small. Since the two partial cores 23, 24 of the choke coil 25, 26 are sufficiently magnetically saturated and the reactance XD is small, the voltage drop is the minimum required in the current limiting device of this invention under normal operating conditions. .

短絡発生時には、飽和起磁力θを有する二つのチョーク
コイル25.26は起磁力θLKおよびθRKを示す。
When a short circuit occurs, the two choke coils 25 and 26 having a saturation magnetomotive force θ exhibit magnetomotive forces θLK and θRK.

これらの起磁力は磁石17.1Bの起゛磁力θM とそ
の方向が逆でちる。そのため、部分芯23.24の磁気
的飽和は極度に減衰するか消滅する。流れの方向が第2
図に示すようであると、極片8.10および継鉄20.
22はコイルによる磁束流ΦL1ΦRで非飽和とされる
。これに対し、次ぎの半波で電流の向きが反対になると
、極片7.9および継鉄19.21がコイルによる磁束
流ΦL1ΦRで非飽和とされる。いずれの場合に於いて
も、部分芯に於ける磁気抵抗は極端に減少して電流が増
加し、その結果として、大きな交番電圧UD が生じる
。この電圧が短絡電流を制限するのである。
These magnetomotive forces are opposite in direction to the magnetomotive force θM of the magnet 17.1B. Therefore, the magnetic saturation of the partial cores 23, 24 is extremely attenuated or eliminated. The direction of flow is the second
As shown, the pole piece 8.10 and the yoke 20.
22 is made unsaturated by the magnetic flux flow ΦL1ΦR caused by the coil. On the other hand, when the direction of the current is reversed in the next half wave, the pole piece 7.9 and the yoke 19.21 are rendered unsaturated by the magnetic flux flow ΦL1ΦR caused by the coil. In either case, the reluctance in the partial core decreases dramatically and the current increases, resulting in a large alternating voltage UD. This voltage limits the short circuit current.

電力スイッチ4に対する遮断信号は電圧変成器5を介し
て、許容設定値以上となったときに出される。阻害電流
が除去されてしまうと、この電流制限装置は、すぐに通
常状態に戻る。
A cut-off signal to the power switch 4 is issued via the voltage transformer 5 when the permissible set value is exceeded. As soon as the inhibiting current is removed, the current limiting device returns to its normal state.

第2図の実施例では、チョークコイA/25.26が内
部極片8.9に配置されていたが、第4.5図のように
、これらを極片7.10あるいは継鉄19.20.21
および22に配置することもできる。
In the embodiment of FIG. 2, the choke carp A/25.26 was placed on the inner pole piece 8.9, but as shown in FIG. 20.21
and 22.

第4.5図の実施例に磁石17として示されているよう
に、ただ一個の磁石を用いることもできる。この場合、
この磁石の磁束流ΦMが背部に於いて部分芯25から部
分芯24へ流れるようにする必要がある。
It is also possible to use just one magnet, as shown as magnet 17 in the embodiment of FIG. 4.5. in this case,
It is necessary that the magnetic flux ΦM of this magnet flows from the partial core 25 to the partial core 24 at the back.

交流を制限する際には、電流工の電磁作用でチョークコ
イル23、26に生じた、部分芯23.24に於ける磁
束流ΦL1ΦRが磁石17.18に関し第4図のように
対抗する方向であると、磁石17.18はチョークコイ
ル25.26による消磁方向磁界の影響を受ける、とい
うことに注意する必要がある。このような対抗した磁束
流ΦL、ΦRは第4図では、起磁力の方向を同じとした
コイルによって生じている。チョークコイル25.26
による消磁作用に対する良好な防護手段は、強磁性体芯
6を2つの部分芯23.24に関し対称に構成し、さら
にチョークコイル25.26を部分芯23.24の相互
に対応する位置、例えば極片8.9に配置することであ
る。
When limiting the alternating current, the magnetic flux flow ΦL1ΦR in the partial cores 23, 24 generated in the choke coils 23, 26 by the electromagnetic action of the electric current is directed in opposing directions with respect to the magnet 17, 18 as shown in Fig. 4. It should be noted that, if present, the magnets 17, 18 are affected by the demagnetizing magnetic field by the choke coils 25, 26. In FIG. 4, such opposing magnetic flux flows ΦL and ΦR are generated by coils whose magnetomotive forces are directed in the same direction. Choke coil 25.26
A good means of protection against the demagnetizing effect of It is to be placed in piece 8.9.

直流を制御するときは、チョークコイル25.26を第
5図とは逆に、異なる起磁力方向に結線する。
When controlling direct current, the choke coils 25 and 26 are connected in a different direction of the magnetomotive force, contrary to that shown in FIG.

第4.5図の実施例かられかるように切断部13.14
.15および16を除去し磁石17を直接、部分芯2S
、24の極片8.9に作用させることもできる。磁石1
7の磁束流に直角な面Aは、芯6を構成する強磁性体材
料の飽和インダクションBI、I  と磁石材料の残留
磁気インダクンヨンBr の比率を乗じた、飽和さnる
べき芯6の強磁性体に垂直な断面As 以上とするのが
好ましい(A≧BB/Br−A8)。この場合、磁束流
ΦMが芯6で分岐しておれば、断面Asはその支流の断
面を合計する。第2図の実施例では、磁石17の磁束流
ΦMが切断部13の背部で磁気的な分流となシ、極片8
と継鉄19を通る。このとき、飽和断面Af3 は極片
8と継鉄19の断面の合計となる。
As can be seen from the embodiment of Figure 4.5, the cutting portions 13.14
.. 15 and 16 are removed and the magnet 17 is directly connected to the partial core 2S.
, 24 pole pieces 8.9. magnet 1
The plane A perpendicular to the magnetic flux flow of the core 6 is the ferromagnetism of the core 6 that should be saturated, which is multiplied by the ratio of the saturation induction BI,I of the ferromagnetic material constituting the core 6 and the residual magnetic inductance Br of the magnet material. It is preferable that the cross section perpendicular to the body be equal to or greater than As (A≧BB/Br−A8). In this case, if the magnetic flux flow ΦM branches at the core 6, the cross section As is the sum of the cross sections of the tributaries. In the embodiment of FIG. 2, the magnetic flux flow ΦM of the magnet 17 is not magnetically divided at the back of the cutting part 13, and the pole piece 8
and pass through yoke 19. At this time, the saturated cross section Af3 is the sum of the cross sections of the pole piece 8 and the yoke 19.

第6.7図に於けるこの発明の実施例のように、強磁性
体からなる芯6を単に部分芯24と継磁片27とからも
作ることができる。この場合、継磁片27はその一端を
部分7.zaに接し、他端で部分芯24との間に間隙を
構成し、ここに磁石17(実線で示す〕を配置している
。継磁片27はまた、その両端で部分芯24との間に間
隙を構成し、ここに磁石17.18(破線でしめす〕を
配置することもできる。
As in the embodiment of the invention shown in FIG. 6.7, the ferromagnetic core 6 can also be made simply from a partial core 24 and a relay piece 27. In this case, the relay piece 27 has one end connected to the portion 7. za, and forms a gap with the partial core 24 at the other end, and a magnet 17 (shown by a solid line) is arranged here. It is also possible to define a gap in which the magnets 17, 18 (shown in broken lines) are arranged.

第6図の電流制限装置では、磁石17(または、磁石1
7と18)の磁束流ΦM リング状に閉鎖された部分、
i!?24に蓄えられ、そこから分岐して、一方は極片
9を介して、他方は継鉄20、極片10および継鉄22
を介して継磁片27に流れ、そして再び磁石17に戻る
。リング状に閉鎖された部分芯24では、磁石17〔ま
たは、磁石17と18)の磁束流ΦMとチョークコイル
23.24の磁束流ΦL、ΦRが重なっている。
In the current limiting device of FIG. 6, magnet 17 (or magnet 1
7 and 18) magnetic flux flow ΦM ring-shaped closed part,
i! ? 24 and branches from there, one through the pole piece 9 and the other through the yoke 20, the pole piece 10 and the yoke 22.
It flows to the magnetic relay piece 27 via the magnet, and then returns to the magnet 17 again. In the ring-shaped closed partial core 24, the magnetic flux flow ΦM of the magnet 17 (or magnets 17 and 18) and the magnetic flux flows ΦL and ΦR of the choke coils 23, 24 overlap.

第6図に示すように、継鉄20.22や極片10に於い
ては矢印で示されるように、磁束流ΦMおよびΦL、Φ
Rの流れの方向は向き合っておシ、このため、短絡が発
生したとき継鉄20.22および極片10に於ける強磁
性体材料が消磁作用を受ける。流れの方向が反転すると
、極片9に於ける磁束流ΦMとΦL1ΦRは相互に向か
い合う方向となるが、これによシ、短絡電流が生じたと
き極片9の強磁性体材料が消磁される。
As shown in FIG. 6, in the yoke 20, 22 and the pole piece 10, the magnetic flux flows ΦM, ΦL, Φ
The direction of flow of R is opposite, so that the ferromagnetic material in the yoke 20, 22 and the pole piece 10 is demagnetized when a short circuit occurs. When the direction of flow is reversed, the magnetic flux flows ΦM and ΦL1ΦR in the pole piece 9 are directed towards each other, which causes the ferromagnetic material of the pole piece 9 to be demagnetized when a short circuit current occurs. .

いずれの場合でも、流れの方向と関係なくリング状に閉
鎖された部分、i!?24部片は消磁畜れて部分Z、 
24の磁気抵抗が減少する。これによシチョークコイル
25.26の磁束流が増大する。
In each case, a ring-like closed part, i!, independent of the direction of flow, i! ? 24 pieces are demagnetized and part Z,
The magnetic reluctance of 24 decreases. This increases the magnetic flux flow in the choke coils 25,26.

すると、この大きな磁束流に対応してチョークコイル2
5.26に大きな交番電圧ITDが生じ、短絡電流を制
限する。
Then, in response to this large magnetic flux flow, choke coil 2
A large alternating voltage ITD occurs at 5.26 to limit the short circuit current.

さらに、第7図に示すように、2つ(あるいは、それ以
上)のチョークコイルに変えて単一の、つまシチョーク
コイル26をリング状に閉じられた部分芯24に配置す
ることもできる。
Furthermore, as shown in FIG. 7, instead of two (or more) choke coils, a single stubby choke coil 26 can be arranged in the ring-shaped closed partial core 24.

このコイルの位置は任意であシ、図示しているように継
鉄20に設けるかわシに継鉄22あるいは極片10にも
設けることができる。この場合に於いて何よシも重要な
のは部分芯24がリング状に閉じていることと、磁石1
7(あるいは、磁石17と18〕を含んで磁気回路を形
成する部片を備えることである。
The position of this coil is arbitrary, and it can be provided on the yoke 20, on the yoke 22, or on the pole piece 10 as shown. What is most important in this case is that the partial core 24 is closed in a ring shape, and that the magnet 1
7 (or magnets 17 and 18) to form a magnetic circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の電流制限装置を備えた電力回路を
極めて簡単に示す。 第2図は、第1図に示した電流制限装置を簡単に、一部
は概略的にしめした、第一実施例の平面図であシ、二つ
のチョークコイルが直列に結線されている。 第3図は、第2図に示した電流制限装置のチョークコイ
ルに於けるリアクタンスと起磁力の関係を示したグラフ
である。 第4図は、第1図に於ける電流制限装置の第二実施例を
簡単に一部は概略的に示した平面図である。 第5図は、第1図に於ける電流制限装置の第三実施例を
簡単に一部は概略的に示した平面図である。 第6図は、第1図に於ける電流制限装置の第4実施例簡
単に一部は概略的に示した平面図である。 第7図は、第1図に於ける第5実施例の簡単な一部は概
略的に示す平面図である。 1:電流制限装置、2:電源、3:電気機器、4:電力
スイッチ、5:電圧変成器、6:Z17.8,9,10
:極片、11.12:内部継鉄、13,14,15.1
6:切断部、17゜18:磁石、19,20,21,2
2:外部継鉄、25.24:部分継鉄、25.26:チ
ョークコイル、27:継磁片、UD:電圧、工:電流、
0M :磁石の磁束流、ΦL、ΦR:チョークコイルの
磁束流、θ:起磁力、θLN 、  θRN ’チョー
クコイルの作動電流による起磁力の振幅、θLK 、 
 θRK ’チョークコイルの短絡電流による起磁力の
振幅、θM =磁石の起磁力、θ8 :飽和起磁力
FIG. 1 shows very simply a power circuit with a current limiting device according to the invention. FIG. 2 is a plan view of a first embodiment of the current limiting device shown in FIG. 1, shown briefly and partly schematically, in which two choke coils are connected in series. FIG. 3 is a graph showing the relationship between reactance and magnetomotive force in the choke coil of the current limiting device shown in FIG. FIG. 4 is a partially schematic plan view of a second embodiment of the current limiting device shown in FIG. FIG. 5 is a partially schematic plan view of a third embodiment of the current limiting device shown in FIG. FIG. 6 is a plan view, partially schematically showing a fourth embodiment of the current limiting device in FIG. 1. FIG. 7 is a plan view schematically showing a simple part of the fifth embodiment in FIG. 1: Current limiting device, 2: Power supply, 3: Electrical equipment, 4: Power switch, 5: Voltage transformer, 6: Z17.8, 9, 10
: Pole piece, 11.12: Internal yoke, 13, 14, 15.1
6: Cutting part, 17° 18: Magnet, 19, 20, 21, 2
2: External yoke, 25.24: Partial yoke, 25.26: Choke coil, 27: Relay piece, UD: Voltage, Engineering: Current,
0M: Magnetic flux current of magnet, ΦL, ΦR: Magnetic flux current of choke coil, θ: Magnetomotive force, θLN, θRN 'Amplitude of magnetomotive force due to choke coil operating current, θLK,
θRK 'Amplitude of magnetomotive force due to short-circuit current of choke coil, θM = magnetomotive force of magnet, θ8: saturation magnetomotive force

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電源(2)から電気機器(3)へ流れる電流を制限
する装置であって、 少なくとも1個の部分芯(例えば、24) を有する強磁性体からなる芯(6)、 少なくとも1個の、強磁性体芯(6)に作 用する磁石(例えば、17)であって、少なくとも1個
の部分芯(例えば、24)を磁気的に飽和するのに充分
な磁気強度を有するもの、 少なくとも1個の、前記の部分芯(例えば、24)に配
置されて電源(2)と電気機器 (3)間に接続されたチョークコイル(例えば、26)
であって、短絡電流が生じたときに部分芯(例えば、2
4)の部片を前記の磁石(例えば、17)による磁力に
打ち勝って磁気的に飽和する巻数を有するもの、 を備え、 前記の部分芯(例えば、24)が閉じたリ ング状に形成されていること、及び、 少なくとも1個の前記した磁石(例えば、 17)を部分芯(例えば、24)の外側に設けた磁気回
路の間隙に配置し、この回路は少なくとも1個のチョー
クコイルの磁束流(例えば、Φ_R)で励磁される、前
記部分芯(例えば、24)の部分片を含むこと、 を特徴とするもの。 2、特許請求の範囲1に記載の装置であって、強磁性体
からなる芯(6)が少なくとも1 個の部分芯(例えば、24)と、1個の継磁片(27)
とからなること、および 少なくとも1個の磁石(例えば、17)が 前記の部分芯(例えば、24)と継磁片(27)の間に
配置されていること、 を特徴としたもの。 3、特許請求の範囲2に記載した装置であって、少なく
とも1個の部分芯(例えば、24) と継磁片(27)との間で、継磁片(27)の両端部に
二つの磁石(17、18)を配したこと、 を特徴としたもの。 4、特許請求の範囲1に記載の装置であって、強磁性体
からなる芯(6)が、少なくとも 二つの部分芯(23、24)で構成されていること、お
よび 少なくとも一個の磁石(例えば、17)が 前記二つの部分芯(例えば、23、24)の間に配置さ
れていること、 を特徴としたもの。 5、特許請求の範囲1から4のいずれか一つに記載の装
置であって、 少なくとも一個の磁石(例えば、17)の、その磁束流
(Φ_M)の流れの方向に対し直角な断面が、芯(6)
の強磁性体材料に於ける飽和インダクションB_Sと磁
石材料の残留磁気インダクションB_rとの比率を、芯
(6)の飽和すべき強磁性体材料に於いて少なくとも一
個のチョークコイル(例えば、26)による磁束流(例
えば、Φ_R)の流れ方向に直角な断面A_Sに乗じた
もの以上であること、を特徴としたもの。 6、特許請求の範囲4から5のいずれか一つに記載の装
置であって、 強磁性体からなる芯が、継鉄(19、20、21、22
)とこれら継鉄の間に配置された極片(7、8、9、1
0)からなっていて、芯(6)が四個の極片(7、8、
9、10)と四個の継鉄(19、20、21、22)を
備えること、 上記の部材から、それぞれ外部と内部の極 片(例えば、7、8)と、四個の継鉄から取り出したそ
れぞれ二個の継鉄(例えば、19、20)とで二つの部
分芯(例えば、23)の一つをそれぞれ構成すること、
および 少なくとも一個の磁石(例えば、17)が 二つの部分芯(23、24)の両内部極片 (8、9)に接していること、 を特徴としたもの。 7、特許請求の範囲6に記載した装置であって、二つの
部分芯(23、24)の内部極片 (8、9)に、少なくとも二つの切断部(例えば、13
、14)の少なくとも一個がそれぞれ設けられており、
これらの自由端の間に少なくとも一個の磁石(例えば、
17)が配置されていること、 を特徴としたもの。 8、特許請求の範囲7に記載の装置であって、二つの部
分芯(23、24)の内部極片 (8、9)に、さらに二つの切断部(例えば、15、1
6)の一個がそれぞれ設けられて、これらの自由端間に
第二の磁石が配置されていること、 を特徴としたもの。 9、特許請求の範囲3から8のいずれか一つに記載した
装置であって、 強磁性体からなる芯(6)が対称に配置さ れた部分芯(23、24)で構成されていること、 を特徴としたもの。 10、特許請求の範囲9に記載した装置であって、二つ
のチョークコイル(25、26)が、 両部分芯(23、24)の対称位置に配置されているこ
と、 を特徴としたもの。
[Claims] 1. A device for limiting the current flowing from a power source (2) to an electrical device (3), which comprises a core (6) made of a ferromagnetic material having at least one partial core (for example, 24); ), at least one magnet (e.g. 17) acting on the ferromagnetic core (6) with a magnetic strength sufficient to magnetically saturate at least one partial core (e.g. 24); at least one choke coil (e.g. 26) arranged on said partial core (e.g. 24) and connected between the power source (2) and the electrical device (3);
When a short circuit current occurs, the partial core (e.g. 2
4) has a number of turns that overcomes the magnetic force of the magnet (e.g. 17) and becomes magnetically saturated, and the partial core (e.g. 24) is formed in a closed ring shape. and at least one of the aforementioned magnets (e.g. 17) is placed in the gap of a magnetic circuit provided outside the partial core (e.g. 24), which circuit comprising a partial piece of said partial core (for example 24), which is excited by (for example Φ_R). 2. The device according to claim 1, wherein the core (6) made of a ferromagnetic material includes at least one partial core (for example, 24) and one relay piece (27).
and at least one magnet (for example, 17) is arranged between the partial core (for example, 24) and the relay piece (27). 3. The device according to claim 2, wherein two magnetic relay pieces are provided at both ends of the magnetic relay piece (27) between at least one partial core (for example, 24) and the magnetic relay piece (27). It is characterized by the arrangement of magnets (17, 18). 4. The device according to claim 1, in which the core (6) made of ferromagnetic material is composed of at least two partial cores (23, 24), and at least one magnet (e.g. , 17) are arranged between the two partial cores (for example, 23, 24). 5. The device according to any one of claims 1 to 4, wherein the cross section of at least one magnet (for example 17) perpendicular to the direction of flow of its magnetic flux (Φ_M) is Core (6)
The ratio of the saturation induction B_S in the ferromagnetic material of the core (6) to the residual magnetic induction B_r of the magnet material is determined by at least one choke coil (e.g. 26) in the ferromagnetic material to be saturated in the core (6). The magnetic flux is larger than or equal to the cross section A_S perpendicular to the flow direction of the magnetic flux (for example, Φ_R). 6. The device according to any one of claims 4 to 5, wherein the core made of a ferromagnetic material is a yoke (19, 20, 21, 22
) and the pole pieces (7, 8, 9, 1
0), and the core (6) consists of four pole pieces (7, 8,
9, 10) and four yokes (19, 20, 21, 22), from the above members, respectively external and internal pole pieces (e.g. 7, 8) and four yokes (19, 20, 21, 22). forming one of the two partial cores (for example 23) with each of the two yokes (for example 19, 20) taken out;
and at least one magnet (for example 17) is in contact with both internal pole pieces (8, 9) of the two partial cores (23, 24). 7. A device according to claim 6, characterized in that the inner pole pieces (8, 9) of the two partial cores (23, 24) are provided with at least two cuts (for example 13
, 14) are provided, respectively.
Between these free ends there is at least one magnet (e.g.
17) are arranged. 8. Device according to claim 7, characterized in that the inner pole pieces (8, 9) of the two partial cores (23, 24) are provided with two further cuts (for example 15, 1
6), and a second magnet is arranged between their free ends. 9. The device according to any one of claims 3 to 8, in which the core (6) made of ferromagnetic material is composed of symmetrically arranged partial cores (23, 24). , which is characterized by . 10. The device according to claim 9, characterized in that the two choke coils (25, 26) are arranged at symmetrical positions of both the partial cores (23, 24).
JP24301085A 1984-10-31 1985-10-31 Cuttent limiter Pending JPS61109423A (en)

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CH5206/84-1 1984-10-31
CH3318/85-9 1985-07-31

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