逆變器裝置、變壓器及變壓器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及逆變器裝置、變壓器及變壓器的制造方法。
【背景技術】
[0002] 在搭載逆變器裝置的電車中，乘客有時會因逆變器裝置所具備的變壓器發出的噪 音而感到不快。為了降低變壓器的噪音，提出了對因鐵芯的磁致伸縮運動而產生的振動進 行抑制的技術（例如參照專利文獻1)。 現有技術文獻 專利文獻
[0003] 專利文獻1 :日本專利特開平5-175053號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0004] 由于鐵芯的振動引起的噪音主要為低頻，因此即使利用專利文獻1記載的技術抑 制鐵芯的振動，也幾乎無法降低高頻噪音。由于通常會使人感到刺耳的是1kHz~10kHz程 度的高頻噪音，因此降低高頻噪音尤為重要。
[0005] 本發明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種能降低高頻噪音的逆變器裝 置、變壓器及變壓器的制造方法。 解決技術問題所采用的技術手段
[0006] 為了達到上述目的，本發明所涉及的逆變器裝置包括： 逆變器電路，該逆變器電路將直流電轉換為交流電并輸出該交流電；以及 變壓器，該變壓器對從逆變器電路輸出的交流電的電壓進行轉換，并將該轉換后的電 壓的交流電輸出， 變壓器包括： 多個核部，該多個核部分別為具有第一方向的軸的柱狀，且在與第一方向垂直的第二 方向上排列設置； 多個線圈部，該多個線圈部分別包括卷繞在各核部周圍的內側線圈以及卷繞在該內側 線圈周圍的外側線圈，對從逆變器電路輸出的交流電的電壓進行轉換，并對該轉換后的電 壓的交流電進行輸出；以及 非磁性體的按壓構件，該按壓構件設置在相鄰的線圈部之間，對相鄰的線圈部進行按 壓。 發明效果
[0007] 根據本發明，由按壓構件對相鄰的線圈部進行按壓。由此，能抑制因流過該線圈部 的高次諧波電流引起的高頻振動。因此能降低高頻噪音。
【附圖說明】
[0008] 圖1是表示本發明的一個實施方式的逆變器裝置的電路結構的圖。 圖2A是表示從逆變器電路輸出的交流電的電壓波形的一個示例的圖。 圖2B是表示從逆變器電路輸出的交流電的電流波形的一個示例的圖。 圖3是一個實施方式的變壓器的外觀立體圖。 圖4是一個實施方式的變壓器的XY平面的剖視圖。 圖5是一個實施方式的鐵芯的外觀立體圖。 圖6是將第一線圈部放大表示的立體圖。 圖7是用于說明在第一線圈部的外側產生的力的圖。 圖8是用于說明在第一線圈部的內側線圈和外側線圈上分別產生的力的圖。 圖9是表示將第一~第三線圈部設置于鐵芯的狀態的立體圖。 圖10是表示設置了第一及第二按壓構件的狀態的立體圖。 圖11是表示在鐵芯上設置了安裝構件的狀態的立體圖。 圖12是一個變形例的第一按壓構件的XY平面的剖視圖。
【具體實施方式】
[0009] 下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。所有附圖中相同要素標有相同標 號。
[0010] 本發明的一個實施方式的逆變器100是將輸入的直流電轉換為所期望電壓的三 相交流電來輸出的裝置。逆變器裝置100例如是搭載在電車中的輔助電源裝置（static Inverter:靜態逆變器），將集電器102從架空線101獲取到的例如1500V的直流電作為輸 入，并將該直流電轉換為所期望電壓的三相交流電，并輸出到作為負載的三相交流電動機。 逆變器裝置100的電路結構如圖1所示，包括逆變器電路103、變壓器104、以及交流濾波器 105〇
[0011] 逆變器電路103是將所輸入的直流電轉換為交流電來輸出的電路，具有六組開關 元件106及二極管元件107、以及與它們并聯連接的濾波電容器108。成組的開關元件106 與二極管元件107并聯連接。串聯連接兩組開關元件106及二極管元件107。該串聯連接 的每兩組開關元件106及二極管元件107并聯連接成三列。串聯連接的開關元件106與二 極管元件107的組之間連接有向變壓器104輸出的布線。開關元件106及二極管元件107 例如由硅形成。
[0012] 例如由導電弓等構成的集電器102從架空線101獲取到的直流電經由直流濾波電 抗器109輸入到逆變器電路103。由于經過直流濾波電抗器109,因此能抑制從架空線101 獲取到的直流電所包含的高次諧波電流流入逆變器電路103。
[0013] 輸入到逆變器電路103的直流電的高頻分量被濾波電容器108降低，然后流入到 開關元件106及二極管元件107的各組。另外，開關元件106及二極管元件107的各組在 未圖示的控制部的控制下進行導通/截止動作。通過該動作，從并聯連接了三列的開關元 件106及二極管元件107的各列經由向變壓器104輸出的布線輸出與三相交流的各相相對 應的交流電。
[0014] 這里，圖2A及圖2B示出從逆變器電路103輸出的交流電中的一個電壓波形及電 流波形各自的一個示例。
[0015] 從逆變器電路103輸出的交流電流I(t)如式（1)所示，是在作為基波的正弦波分 量If(t)上疊加了高次諧波分量Ih(t)后得到的波形。由于開關元件106的導通/截止動 作，從逆變器電流103輸出的交流電流I(t)如圖2B所示那樣含有高次諧波電流。
[0016]I(T) =If(t)+Ih⑴? ??式（1)
[0017] 變壓器104將從逆變器電路103輸出的交流電轉換為規定電壓的交流電并輸出。 本實施方式的變壓器104是對從逆變器電路103輸出的三相交流的電壓進行轉換并輸出規 定電壓的三相交流的三相變壓器。
[0018] 交流濾波器105由與對經變壓器104轉換后的電壓的交流電的各相進行輸出的三 個布線分別相連的三個電容器構成。交流濾波器105對從變壓器104輸出的高次諧波電流 進行旁路，輸出平滑的交流電流，并對輸出的交流電壓進行整形，使其變為平滑的正弦波。
[0019] 參照【附圖說明】本實施方式的變壓器104的物理結構。
[0020] 圖3示出變壓器104的外觀立體圖，圖4示出從Z正方向（上方）觀察XY面的截 面得到的圖。如該圖所示，變壓器104包括鐵芯110、第一線圈部111、第二線圈部112、第三 線圈部113、第一按壓構件114、第二按壓構件115、以及夾持部116。
[0021] 鐵芯110是設置有第一~第三線圈部111~113的鐵制構件，如圖5的立體圖所 示，通過將設置有兩個矩形孔的矩形薄平板層疊而形成，包括第一核部117、第二核部118、 第三核部119、上連結部120、以及下連結部121。
[0022] 第一~第三核部117~119分別呈在Z方向上具有相同長度的棱柱狀，且以相同 間隔排列設置在X方向上。
[0023] 上連結部120及下連結部121分別是將第一~第三核構件117~119的上端和下 端連結的部分。
[0024] 第一線圈部111卷繞在第一核部117上，對從逆變器電路103輸出的三相交流的 其中一相的電壓進行轉換，并對轉換后的電壓的交流電進行輸出。第一線圈部111如圖7的 放大立體圖所示，包括內側線圈122、外側線圈123、內側間隔物124、以及外側間隔物125。
[0025] 內側線圈122由卷繞在第一核部117周圍的繞組形成，是輸出例如轉換后電壓的 交流電的次級線圈。外側線圈123由卷繞在內側線圈周圍的繞組形成，例如輸入從逆變器 電路103輸出的三相交流的其中一相的交流電。形成內側線圈122及外側線圈123的繞組 的材料例如是銅。
[0026] 內側間隔物124是棱柱狀的細長構件，比內側線圈122的Z方向的長度要長。內 側間隔物124的長度方向朝向Z方向，并且在第一核部117與內側線圈122之間隔開間隔 設置有多個。由此，形成了在Z方向上貫通第一核部117與內側線圈122之間的間隙。由 于變壓器104工作過程中，空氣在間隙中流通，因此能將內側線圈122所產生的熱量釋放。
[0027] 外側間隔物125是棱柱狀的細長構件，比外側線圈123的Z方向的長度要長。外 側間隔物125的長邊方向朝向Z方向，并且在內側線圈122與外側線圈123之間隔開規定 間隔設置有多個。由此，形成了在Z方向上貫通內側線圈122與外側線圈123之間的間隙。 由于變壓器104工作過程中，空氣在間隙中流通，因此能將內側線圈122和外側線圈123所 產生的熱量釋放。
[0028] 第二線圈部112與第三線圈部113分別與第一線圈部111同樣，包