(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形閉ループ状積層鉄芯、一次巻線と二次巻線を含むＡＣ永久磁性増進変圧装置において、
前記装置は更に永久磁性体モジュールを含み、前記一次巻線はＬ１とＬ２との2組に分かれ、Ｌ１とＬ２はそれぞれ矩形閉ループ状積層鉄芯の二つの垂直枠周辺に巻きつけられ、前記二次巻線はＬであり、Ｌは矩形閉ループ状積層鉄芯の水平枠周辺に巻きつけられ、前記永久磁性体モジュールは二つであり、一つの永久磁性体モジュールの磁極Ｓと磁極Ｎはそれぞれ一次巻線Ｌ１を乗り越えて、磁極Ｓは一次巻線Ｌ１の上方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、磁極Ｎは一次巻線Ｌ１の下方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、同様に、もう一つの永久磁性体モジュールの磁極Ｓと磁極Ｎはそれぞれ一次巻線Ｌ２を乗り越えて、磁極Ｓと一次巻線Ｌ２の上方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、磁極Ｎは一次巻線Ｌ２の下方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、すなわち、矩形閉ループ状積層鉄芯の垂直枠周辺における一次巻線の巻き方式は、一次巻線のうちの一方が通電される時に、
電流励起で矩形閉ループ状積層鉄芯に生じられた閉ループ状磁気回路の磁界方向は、一次巻線のうちの他方が矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に巻きつけられた空間において、一次巻線のうちの他方の上方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続される永久磁性体モジュールの磁極Ｓと下方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続される永久磁性体モジュールの磁極Ｎとが生じる永久磁性体モジュール磁界方向と同じであり、かつ、前記一次巻線のうちの一方が矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に巻きつけられた空間において、前記一次巻線のうちの一方の上方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続される永久磁性体モジュールの磁極Ｓと下方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続される永久磁性体モジュールの磁極Ｎとが生じる永久磁性体モジュール磁界方向とは反対の方向である、ように設けられる、
ことを特徴とするＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項２】
前記永久磁性体モジュールは、二つの永久磁性体と一つの導磁性体で構成され、前記導磁性体の上端が一つの永久磁性体磁極Ｎに接続され、前記磁性体の下端は別の永久磁性体磁極Ｓに接続され、一つの永久磁性体モジュールは一次巻線Ｌ１を乗り越えて、前記永久磁性体モジュールの上端磁極Ｓは一次巻線Ｌ１上部の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、前記永久磁性体モジュール下端磁極Ｎは一次巻線Ｌ１の下方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、別の永久磁性体モジュールは一次巻線Ｌ２を乗り越えて、同永久磁性体モジュールの上端磁極Ｓは一次巻線Ｌ２の上方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、前記永久磁性体モジュール下端磁極Ｎは一次巻線Ｌ２の下方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続される請求項１に記載のＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項３】
前記一次巻線Ｌ１とＬ２はお互いに独立しており、一次巻線Ｌ１とＬ２は交代で単向パルス電流を入力して、一次巻線Ｌ１の巻き方式は電流を流した時に生成した電気励磁気磁場方向と一次巻線Ｌ１を乗り越えた永久磁性体モジュールが生成した磁界方向とを同じにし、一次巻線Ｌ２の巻き方式はその電流を流した時に生じる電気磁界方向と一次励磁巻線Ｌ２を乗り越えた永久磁性体のモジュールによる磁場とを同方向にすることができ、
または、前記一次巻線Ｌ１とＬ２とは電気的に直列接続され、一次巻線Ｌ１とＬ２の巻き方式は、矩形閉ループ状積層鉄芯において閉合磁気回路が形成するように巻きつけられた方式であり、一次巻線Ｌ１とＬ２が順方向パルス電流を入力する時、一次巻線Ｌ１とＬ２が生成した電気励磁磁界方向が一致して、一次巻線Ｌ１とＬ２がリバースパルス電流を入力する時、一次巻線Ｌ１とＬ２が生成した電気励磁磁界方向は一致にするが、閉合磁気回路にはこの二つの逆方向パルス電流が生成した磁界方向は相反する請求項１または２に記載のＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項４】
前記矩形閉ループ状積層鉄芯は片状鉄基合金の軟磁性ナノ材料を使用し積層して作成する請求項３に記載のＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項５】
円形閉ループ状積層鉄芯、一次巻線と二次巻線を含むＡＣ永久磁性増進変圧装置において、前記装置は更に永久磁性体を含み、前記円形閉ループ状積層鉄芯の直径線対角位置にそれぞれのギャップが設置され、それぞれ２つの永久磁性体は二つのギャップの中に嵌め込まれており、一つの永久磁性体磁極Ｎは時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、前記磁極Ｓは逆時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、もう一つの永久磁性体磁極Ｎは逆時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、前記磁極Ｓは時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、２つの永久磁性体の側面は積層鉄芯との間に空隙が存在し、前記一次巻線はＬ１とＬ２に分かれ、Ｌ１とＬ２はそれぞれ円形閉ループ状積層鉄芯の枠の対角位置に巻きつけられ、前記二次巻線はＬであり、２つの巻線ＬａとＬｂに分かれて、巻線Ｌａと巻線Ｌｂはそれぞれ円形閉ループ状積層鉄芯枠の対角位置に巻きつけられ、かつ、それぞれ円形閉ループ状積層鉄芯の枠に沿って一次巻線Ｌ１とＬ２を隔て位置され、二次巻線ＬａとＬｂとが電気的に直列或いは並列に接続されて誘導電位を出力する、
ことを特徴とするＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項６】
前記一次巻線Ｌ１とＬ２はお互いに独立しており、一次巻線Ｌ１とＬ２は交互で単向パルス電流を入力して、一次巻線Ｌ１の巻き方式は電流を流した時に生じる電気励磁気磁場方向とそれと一番近い別の永久磁性体の磁界方向と同じにさせ、一次巻線Ｌ２の巻き方式は電流を流した時に生じる電気励磁気磁場方向とそれと一番近い別の永久磁性体の磁界方向と同じにさせ、すなわち、円形閉ループ状の磁気回路において、Ｌ１とＬ２との電気励磁磁界方向は反対方向で、二つの永久磁性体モジュールの環状磁気回路の磁場方向も反対方向であり、
または、前記一次巻線Ｌ１とＬ２は直列接続し、一次巻線Ｌ１とＬ２の巻き方式は一次巻線Ｌ１とＬ２が順方向パルス電流を入力する時、円形閉ループ状積層鉄芯内にＬ１とＬ２の電気駆動励磁磁束と重ね合わせを形成し、励磁磁束方向は順方向で、一次巻線Ｌ１とＬ２が逆方向パルス電流を入力する時、円形環状積層鉄芯内にはＬ１とＬ２電気駆動励磁磁束の重ね合わせを形成し、励磁磁束方向は逆方向である請求項５に記載のＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項７】
前記円形閉ループ状積層鉄芯は、片状鉄基合金の軟磁性ナノ材料を使用し積層して作成する請求項６に記載のＡＣ永久磁性増進変圧装置。
【請求項８】
請求項１〜７に記載のＡＣ永久磁性増進変圧装置を用いる調圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子変圧器に関し、特に、AC永久磁性増進効果を持つ省エネ型変圧器とその調圧制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子変圧器は幅広い範囲で使用されている電子部品であり、電圧変換、回路隔離保護及びインピーダンス整合の役割を果たす。伝統的な電子変圧器の巻線や軟質磁性体は不可避的に電力損失が存在するため、伝達効率が下がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、伝統的な積層鉄芯と巻線コイルの変圧器構造において永久磁性体を増やし、永久磁性体の固有の永磁磁位を一次巻線励起電流が生成した励磁磁位と積層鉄芯総磁気回路に重ね合せて、さらに二次巻線出力端子で複合励磁誘導起電力を発生して、特定の調圧制御方法を通じて永久磁性体の増進効果を保証し、それによって変圧器自身の損失を下げて、変圧器のパワー伝達効率を向上して、エネルギーを節約することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を実現するために、本発明の第一の技術方案は、矩形閉ループ状積層鉄芯、一次巻線と二次巻線を含むAC永久磁性増進変圧装置において、当該構成の中に更に永久磁性体モジュールを含み、前記一次巻線はL1とL2組に分かれ、L1とL2はそれぞれ矩形閉ループ状積層鉄芯の二つの垂直枠の周辺に巻きつけられ、前記二次巻線はLであり、Lは矩形閉ループ状積層鉄芯の水平枠周辺に巻きつけられ、前記永久磁性体モジュールは二つであり、一つの永久磁性体モジュールの磁極Sと磁極Nはそれぞれ一次巻線L1を乗り越えて、磁極Sは一次巻線L1上の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、磁極Nは一次巻線L1下の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、同様に、もう一つの永久磁性体モジュールの磁極Sと磁極Nはそれぞれ一次巻線L2を乗り越えて、磁極Sと一次巻線L2上方の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、磁極Nは一次巻線L2の下の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、すなわち二つの永久磁性体モジュール磁界方向はそれと並列に設置された巻線との電流励起時の磁界方向と同じであるが、二つの永久磁性体モジュールはそれぞれ並列に設置される巻線の電流励起時による重畳磁界方向であるが、同じ閉ループ状磁気回路とは反対の方向である。
【０００５】
上記第一の技術方案において、前述の永久磁性体のモジュールは、二つの永久磁性体と一つの導磁性体で構成されて、同導磁性体の上端が一つの永久磁性体磁極Nに接続され、同磁性体の下端は別の永久磁性体磁極Sに接続され、一つの永久磁性体のモジュールは一次巻線L1を乗り越えて、この永久磁性体のモジュールの上端磁極Sは一次巻線L1上部の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、同永久磁性体モジュール下端磁極Nは一次巻線L1下の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、別の永久磁性体のモジュールは一次巻線L2を乗り越えて、同永久磁性体のモジュールの上端磁極Sは一次巻線L2の上の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続され、同永久磁性体モジュール下端磁極Nは一次巻線L2の下の矩形閉ループ状積層鉄芯垂直枠に接続される。
【０００６】
上記第一技術方案において、前記一次巻線L1とL2はお互いに独立しており、一次巻線L1とL2は交代で単向パルス電流を入力して、一次巻線L1の巻き方式は電流を流した時に生成した電気励磁気磁場方向と一次巻線L1を乗り越えた永久磁性体モジュールが生成した磁界方向と同じであり、一次巻線L2の巻き方式はその電流を流した時に生じる電気磁界方向と一次励磁巻線L2を乗り越えて永久磁性体のモジュールによる磁場とは同じ方向であり、または、前記一次巻線L1とL2とは直列に接続されることにより一次巻線L1とL2の巻き方式が同じ閉合磁気回路に存在し、一次巻線L1とL2が順方向パルス電流を入力する時、一次巻線L1とL2が生成した電気励磁磁界方向が一致して、一次巻線L1とL2がリバースパルス電流を入力する時、一次巻線L1とL2が生成した電気励磁磁界方向は一致するが、閉合磁気回路内のこの二つの逆方向パルス電流が生成した磁界方向は相反している。
【０００７】
上記第一の技術方案において、前述の矩形閉ループ状積層鉄芯層畳面は紙面に平行し、永久磁性体モジュールの磁極Sと磁極Nは矩形閉ループ状積層鉄芯積層断面に密着する。または、前述の矩形閉ループ状積層鉄芯層畳面は紙面に垂直となり、永久磁性体のモジュールの磁極Sと磁極Nは矩形閉ループ状積層鉄芯積層断面に密着する。
【０００８】
上記第一の技術方案において、前述の矩形閉ループ状積層鉄芯は片状鉄基合金の軟磁性ナノ材料を使用し積層して作成する。
【０００９】
上記の目的を実現するために、本発明の第二技術方案は、もう一つのAC永久磁性増進変圧装置であり、その構成は円形閉ループ状積層鉄芯、一次巻線と二次巻線を含み、当該構成の中に更に永久磁性体を含み、前述の円形閉ループ状積層鉄芯の直径線対角位置にそれぞれのギャップがあり、それぞれ2つの永久磁性体は二つのギャップの中に嵌め込まれて、一つの永久磁性体磁極Nは時計方向に沿って積層鉄芯に密着して、磁極Sは逆時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、もう一つの永久磁性体磁極Nは逆時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、磁極Sは時計方向に沿って積層鉄芯に密着し、2つの永久磁性体の側面は積層鉄芯との間に空隙があって、前述の一次巻線はL1とL2組に分かれ、L1とL2はそれぞれ円形閉ループ状積層鉄芯の枠の対角位置に巻きつけられ、前述の二次巻線はLであり2つの巻線LaとLbに分かれて、巻線Laと巻線Lbはそれぞれ円形閉ループ状積層鉄芯枠の対角位置に巻きつけられ、かつ、一次巻線L1とL2の間に位置し、二次巻線LaとLbは直列或いは並列に接続後出力する。
【００１０】
上記第二の技術方案において、前述の一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1とL2は交互に単向パルス電流を入力して、一次巻線L1の巻き方式はその電流を流した時に生じる電気励磁気磁場方向とそれと一番近い別の永久磁性体の磁界方向とを同じにさせ、すなわち円形閉ループ状の磁気回路には、L1、L2の電気励磁磁界方向は相反し、二つの永久磁性体モジュールの環状磁気回路の磁場方向も反対方向である。または、前述の一次巻線L1とL2は直列に接続し、一次巻線L1とL2の巻き方式により、一次巻線L1とL2が順方向パルス電流を入力する時、円形閉ループ状積層鉄芯内にL1とL2の電気駆動励磁磁束と重ね合わせを形成し、励磁磁束方向は順方向となり、一次巻線L1とL2が逆方向パルス電流を入力する時、円形環状積層鉄芯内にはL1とL2電気駆動励磁磁束の重ね合わせを形成し、励磁磁束方向は逆方向である。
【００１１】
上記第二の技術方案において、前述の円形閉ループ状積層鉄芯の畳層面は紙面に垂直となり、永久磁性体磁極Nと磁極Sは円形閉ループ状積層鉄芯積層断面に密着する。または、前述の円形閉ループ状積層鉄芯の積層面は紙面に垂直となり、永久磁性体の磁極Nと磁極Sは、円形閉ループ状積層鉄芯積層断面に密着する。
【００１２】
上記第二の技術方案において、前述の円形閉ループ状積層鉄芯は片状鉄基合金の軟磁性ナノ材料を使用し積層して作成する。
【００１３】
本発明の上記の第一の技術方案と第二の技術方案が持つ共通する技術の特徴は、伝統的な積層鉄芯と巻線コイルが構成された変圧器の構造に、永久磁性体或いは永久磁性体モジュールを追加して、永久磁性体の固有の永磁磁位を一次巻線電流の励起で引き起こすことができて、且つ励磁磁位と閉ループ積層鉄芯総磁気回路で重ね合され、さらに二次巻線出力端子で永久磁性増進効果が発生する。永久磁性磁束と励磁磁束を重ねた構造と過程は次のようである。一次巻線は電流入力がない場合、永久磁性体の部品或いは永久磁性体は閉ループ積層鉄芯と局部的にクローズド永久磁性磁束を生成する。一次巻線は電流入力がある時、この巻線は、環状積層鉄芯の内部で環状励磁磁束を生成することができる他にも、閉鎖永久磁性体磁束に作用することができ、一部の永磁磁束の閉ループ積層鉄芯の環状総回路に合流して、励磁磁束と永久磁性磁束の重ね合せを実現して、そのとき、二次巻線出力端で励磁磁束と永久磁性体磁束を重ね合せた後に生成した誘導起電力を誘導することができる。
【００１４】
一次巻線の中に入力するすべてのパルス電流が永久磁性体磁束と励磁磁束を重ね合せた効果を得ることができることを保証するために、本発明の制御方法は以下のとおりである。この調圧制御方法は一次巻線の中に入力するすべてのパルス電流振幅が永磁磁束と励磁磁束の複合重畳効果を得ることを保証する前提で、一次巻線パルス電流を入力する単位時間内のパルス数を変えることによって、同AC永久磁性増進変圧装置の入力と出力パワーを変更及び調整することである。同調圧制御方法の具体的な制御機構は以下のとおりある。永久磁性体、積層鉄芯、一次巻線、二次巻線で構成されたパラメータ・マッチングの効率閉磁路には、矩形波或いは近似矩形波の正負交番インパルス電流で一次巻線を励起して、すべての矩形波と近似矩形波のパルス電流の振幅値がある閾値より高いこと（すなわち、すべてのパルス電流の振幅値が効率閉磁路に生成した励磁磁束密度もある閾値より高いこと）を確保する。または生成した励磁磁束密度は当該一次巻線に並列設置された永久磁性体モジュールが生成した静態永久磁性体磁束密度より大きく或いは等しいことによって、そして効率閉磁路で、一次巻線電気励磁磁束の役割によって、もとの静態永久磁性体磁束の磁束の方向を変えさせて、動態磁束に変更し電気励磁束と重畳複合させ、効率磁気回路には新たな閉磁路を形成し、この積み重ねた複合磁束は、積層鉄芯磁気回路に巻きつけられている二次巻線を切断して、複合励磁誘導起電力を発生する。この複合励磁誘導起電力は明らかに単純電気励磁誘導起電力より高く、入力励起パルス電流の値を変更させず、正負交番電流のパルス周波数のみ変えて、異なる周波数での二次巻線複合励磁誘導起電力を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のメリットは、以下のとおりである。
１．本発明は永久磁性体モジュール或いは永久磁性体と伝統変圧装置をグループ式構造のように設計して、永久磁性体モジュール或いは永久磁性体の固有の磁極方向の不変の磁性体の位置エネルギーを引き出して利用して、さらに変圧装置のパワー伝達効率を高めて、それによって、伝統的な巻線コイルと積層鉄芯の固有の損失を補って、エネルギーを節約した。
２．本発明の永久磁性体モジュール或いは永久磁性体の二つの磁極は積層鉄芯の積層断面に密着して、それによって永久磁性体モジュール或いは永久磁性体の固有の永久磁性体の位置エネルギーが積層鉄芯の中での損失を下げて、構造を簡素化した。
３．本発明は高性能片状鉄基合金の軟磁性ナノ材料を採用して、積層鉄芯を作成して、一枚一枚の鉄基ナノ非晶質材料の厚さは0.003ミリ以下であり、それによって、積層鉄芯内部の磁気渦により発生した磁性体の損失がさらに低下した。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1とL2は通電していない場合における、変圧装置の積層鉄芯での永久磁性体磁束の説明図である。
【図２】本発明第一の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1は通電して、L2が通電していない場合における、変圧装置の積層鉄芯中での励磁磁束と永久磁性体磁束が重畳複合する様子の説明図である。
【図３】本発明第一の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1は通電していないで、L2は通電している場合における、変圧装置積層鉄芯中での励磁磁能と永久磁性体磁束の説明図である。
【図４】本発明第一の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互直列であり、一次巻線L1とL2は順方向パルス電流を通している場合における、変圧装置の積層鉄芯の中での励磁磁能と永久磁性体磁束の説明図である。
【図５】本発明第一の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互直列であり、一次巻線L1とL2は逆方向パルス電流を通している場合における、変圧装置の積層鉄芯の中での励磁磁能と永久磁性体磁束の説明図である。
【図６】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1とL2は通電していない場合における、変圧装置外形構造及び積層鉄芯の中での永久磁性体磁束方向の説明図である。
【図７】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1とL2は通電していない場合における、変圧装置正面構造の説明図である。
【図８】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1とL2は通電していない場合における、変圧装置の積層鉄芯中での永久磁性体磁束方向の説明図（図7のA-A断面図）である。
【図９】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、一次巻線L1は通電して、L2は通電していない場合における、変圧装置正面構造の説明図である。
【図１０】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、初級線図L1は通電して、L2は通電していない場合における、変圧装置の積層鉄芯中の永久磁性体磁束方向の説明図（図9のB-B断面図）である。
【図１１】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、初級線図L1は通電していないで、L2は通電している場合における、変圧装置正面構造の説明図である。
【図１２】本発明第二の技術方案の中で、一次巻線L1とL2は相互独立であり、初級線図L1は通電していないで、L2は通電している場合における、変圧装置の積層鉄芯中の永久磁性体磁束方向の説明図（図１１のC-C断面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以上の図面では、１0は矩形閉ループ状積層鉄芯で、11は導磁性体で、12は永久磁性体で、13は一次巻線L1巻線で、14は一次巻線L2巻線で、15は二次巻線で、20は上方永久磁性体で、21は円形閉ループ状積層鉄芯で、22は二次巻線La巻線で、23は一次巻線L1で、24は一次巻線L2で、25は二次巻線Lb巻線で、26は下方永久磁性体で、27は上方永久磁性体と積層鉄芯間の空隙で、28は下方永久磁性体と積層鉄芯間の空隙で、29は円形閉ループ状積層鉄芯上方断面で、30は円形閉ループ状積層鉄芯下断面で、31は上方永久磁性体の形成の磁力線の方向を示して（紙面を突っ切って）おり、32は上方永久磁性体の形成した磁力線の方向を示して（紙面に入って）おり、33は下方永久磁性体の形成した磁力線の方向を示して（紙面を突っ切って）おり、34は下方永久磁性体の形成した磁力線の方向を示して（紙面に入って）おり、35は一次巻線L1励磁磁束磁力線は方向を示し（紙面を突っ切って）おり、36はL1励磁磁束磁力線一次巻線方向を示して（紙面に入って）おり、37は一次巻線L2励磁磁束磁力線の方向を示して（紙面を突っ切って）おり、38は一次巻線L2励磁磁束磁力線の方向を示して（紙面に入って）いる。
【００１８】
実施例1：
本実施例は積層鉄芯が矩形閉ループ状の変圧器で、その構造は図1、図2、図3に示す。
本実施例は積層鉄芯10の形状が矩形閉ループで、一次巻線はL2とL1の2組に分かれて、そして相互独立で、L1は矩形閉ループ左側の垂直枠を巻いて、一次巻線L1の巻き方式は単向パルス電流を通電する時生成された電気励磁磁界方向と一次励磁巻線L1を越えた永久磁性体モジュールによって生成された磁界方向が同一となり、すなわち、L1が通電した時、L1巻線の上方の積層鉄芯がS磁極性を現して、L1巻線の下方の積層鉄芯がN磁極性を現して、L2は矩形閉ループ右側垂直枠を巻いて、一次巻線L2の巻き方式は単向パルス電流に通電する時生成された電気励磁磁界方向と一次励磁巻線L2を越えた永久磁性体モジュールによって生成された磁界方向が同一となって、すなわち、L2が電流を通した時、L2巻線の上方の積層鉄芯がS磁極性を現して、L2巻線の下方の積層鉄芯がN磁極性を現して、二次巻線はLが矩形閉ループ下方の水平枠を巻いている。
【００１９】
本実施例の永久磁性体モジュールは2つの導電磁性体12と一つの導電磁性体11で構成されており、その導電磁性体の上端は1つの永久磁性体の磁極Nを接続して、その磁性体の下端はもう一つの永久磁性体の磁極Sを接続する。左側の永久磁性体モジュールの磁極Sと磁極Nはそれぞれ一次巻線L1を乗り越えて、その磁極Sと一次巻線L1上部の積層鉄芯左側の垂直枠を接続し、その磁極Nは一次巻線L1下方の積層鉄芯左側の垂直枠を接続して、右側の永久磁性体モジュールの磁極Sと磁極Nは一次巻線L2をそれぞれ乗り越えて、その磁極Sと一次巻線L2の上方の積層鉄芯の右側の垂直枠を接続して、その磁極Nは一次巻線L2の下方の積層鉄芯の右側の垂直枠を接続する。
【００２０】
本実施例の矩形閉ループ積層鉄芯の層畳面は紙面に平行となり、積層鉄芯は若干の厚さ0.003ミリの鉄基ナノ合金軟磁性材料を積層して作られて、永久磁性体モジュールの磁極Sと磁極Nは積層鉄芯積層断面に密着する。
【００２１】
L1とL2は電流を通電していない時、図１に示すように、この時の矩形閉ループ積層鉄芯全体ループには磁束を形成することがなく、左側だけの永久磁性体モジュールの2磁極の間だけ、積層鉄芯矩形閉ループ左側の垂直枠の一部を通じて永久磁性体磁束Φ永１が生成する。同じく右側の永久磁性体モジュールの2つの磁極の間に、積層鉄芯矩形閉ループ右側の一部を通じて永久磁性体磁束Φ永２が生成する。そのとき、永久磁性体磁束Φ永１とΦ永２は矩形閉ループ全体の磁束に貢献しておらず、矩形閉ループ全体磁束Φ総はゼロであり、それによって二次巻線Lの両端には誘導起電力の出力がない。
【００２２】
L1は単向パルス電流を通電して、L2は通電していない時、図2に示ように、矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路の中に励磁磁束Φ励１が生成して、同時に左側の永久磁性体モジュールの磁束Φ永１も矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路に合流し、この時、積層鉄芯全体の磁気回路の中の総磁束Φ総＝Φ励１+Φ永１は、それによって二次巻線Lの両端に対応する順方向起電力を誘導する。この時、右側の永久磁性体モジュールの永久磁性体磁束Φ永２は依然として存在している。
【００２３】
L2は入単方向パルス電流が通電しており、L1は通電していない時、図3に示すように、矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路で励磁磁束Φ励２を形成して、また右側の永久磁性体モジュールの磁束Φ永２も矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路に合流して、この時、積層鉄芯全体の磁気回路中の総磁束Φ総＝Φ励２+Φ永２は、それによって二次巻線Lの両端に逆起電力を誘導する。この時、左側の永久磁性体モジュールの永久磁性体磁束Φ永１はまだ存在している。
【００２４】
一次巻線L1とL2は交代で単向パルス電流を通電している時、二次巻線Lの両端に順と逆の起電力を誘導する。二次巻線Lの両端にも、ブリッジ型整流器の回路入力端を接続することができて、また、ブリッジ型整流器回路出力端から直流電流を出力する。
≧
【００２５】
本実施例は一次巻線L1とL2に入力したすべてのパルス電流が永磁励磁磁束と磁束複合重畳効果を得ることができることを保証するために、L1とL2へ交代で通電した矩形波パルス電流が確保幅を達成しなければならないため、すべての矩形波パルス電流幅があるしきい値より大きいように確保しなければならず、たとえばすべてのパルス電流が閉鎖増進閉磁路で発生した励磁磁束密度がある閾値より大きければ、或いは発生した励磁磁束密度がこの一次巻線に並列的に設置する永久磁性体モジュールが生成した静態永久磁性体磁束密度より大きい或いは等しく、すなわちΦ励１≧Φ永１或いはΦ励２≧Φ永２の条件を満足することができれば、それによって増進閉磁路には、一次巻線電気励磁磁束の作用で、もとの静態永久磁性体磁束は永久磁性体磁束の方向を変えて、動態磁束に変えて、そして電気励磁束と重ねて、増進磁気回路で、新たな閉磁路が生成して、この重ね合せ複合磁束Φ総は、積層鉄芯磁気回路を巻いている二次巻線を切断して、複合励磁誘導起電力が発生して、この複合励磁誘導起電力は明らかに単純電気励磁気誘導起電力より多くなる。入力する励起パルス電流の大きさを保持すれば、一次巻線L1とL2中に入力するパルス電気の週波数を変更することによって異なる週波数の二次巻線複合励磁誘導起電力を得ることができる。この調圧制御方法は、一次巻線に入力するパルス電流の単位時間内のパルス数を変更することを通じて、AC永久磁性増進変圧装置の入力と出力のパワーを変更して調整する。
【００２６】
実施例2：
本実施例はもう一種類の積層鉄芯が矩形閉ループである変圧器であり、その構造は図4と5に示す。
本実施例の中で、矩形閉ループ積層鉄芯、一次巻線、二次巻線、永久磁性体モジュールの構造形式は実施例1と同じである。その区別はただ一次巻線L1とL2は直列であり、一次巻線L1とL2の巻き方式が以下の条件を満たさなければならないだけである。
【００２７】
一次巻線L1とL2の入力は順方向パルス電流を入力する時、L1とL2が積層鉄芯全体の磁気回路で生成した励磁磁束Φ励１とΦ励２は同方向で重ね合せて、一次巻線L1とL2が逆パルス電流を入力する時、L1とL2が積層鉄芯全体の磁気回路で生成した励磁磁束Φ励１とΦ励２も同方向で重ね合せているが、励磁磁束の方向が逆である。L1とL2は両方電流を通電することがない時、矩形閉ループ積層鉄芯全体ループでは磁束が生成せず、左側だけで永久磁性体モジュールの2つの磁極の間で、積層鉄芯矩形閉ループ左側の垂直枠の一部分を通じて永久磁性体磁束Φ永１が生成する。同じように、右側の永久磁性体モジュールの2つの磁極の間に、積層鉄芯矩形閉ループ右側の垂直枠の一部分を通じて永久磁性体磁束Φ永２が生成して、そのとき、永久磁性体磁束Φ永１とΦ永２は両方矩形閉ループ全体の磁束に貢献がなく、矩形閉ループ全体磁束Φ総はゼロとなり、それによって二次巻線Lの両端は誘導起電力出力がない。
【００２８】
L1とL2は順方向パルス電流を通す時、図4に示ように、矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路の中で励磁磁束Φ励１とΦ励２が生成して、励磁磁束の方向はすべて反時計回り方向であり、それとともに、左側の永久磁性体モジュールの元の閉鎖永久磁性体磁束Φ永１は励磁気磁束の推進作用で開かれて、矩形閉ループ積層鉄芯の全体の磁気回路に合流して、この時、積層鉄芯全体の磁気回路中の総磁束Φ総＝Φ励１+Φ励２+Φ永１、それによって二次巻線Lの両端で対応の順方向起電力を誘導した。この時階、右側の永久磁性体モジュールの永久磁性体磁束Φ永２は依然として存在している。
【００２９】
L1とL2は負パルス電流を通す時、図5に示すように、矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路で励磁磁束Φ励１とΦ励２が生成して、励磁磁束の方向は時計順方向であり、それと同時に右側の永久磁性体モジュールの元閉鎖永久磁性体磁束Φ永２も磁気磁束の推進作用で開かれて、矩形閉ループ積層鉄芯全体の磁気回路に合流して、この時、積層鉄芯全体の磁気回路中の総磁束Φ総＝Φ励１+Φ励２+Φ永２は、それによって二次巻線Lの両端に逆起電力を誘導する。この時、左側の永久磁性体モジュールの永久磁性体磁束Φ永１はまだ存在している。
【００３０】
本実施例は一次巻線L1とL2を直列させて、変圧装置体積、重量を増さない前提で、矩形閉ループ状積層鉄芯全体の磁気回路の励磁磁束の総量を向上して、それによって、二次巻線L両端の正反対誘導起電力を強化する。
【００３１】
本実施例は一次巻線L1とL2の中に入力したすべてのパルス電流が永磁磁束と励磁磁束複合重畳効果を得ることができることを保証するために、L1とL2に通電する負の矩形波パルス電流が確定幅に達しなければならず、すべての矩形波パルス電流幅がある閾値より大きいということを確保する。たとえばすべてのパルス電流が閉鎖効率閉磁路で生成した励磁磁束密度がある閾値より大きければ、すなわち（Φ励１+Φ励２）≧Φ永１や（Φ励１+Φ励２）≧Φ永２の条件を満足すれば、それによって効率閉磁路には、一次巻線の電気励磁磁束の作用で、もとの静態永久磁性体磁束の永久磁性体磁束の方向を変えて、動態磁束に変更して、そして電気励磁束と重ね合せて、効率磁気回路には、新たな閉磁路が生成して、この複合磁束Φ総は、積層鉄芯磁気回路を巻いた二次巻線を切断して、複合励磁誘導起電力が発生して、この複合励磁誘導起電力は明らかに単純励磁誘導起電力より多くなる。入力励起パルス電流の値の不変を維持して、一次巻線L1とL2に入力するパルス電気の週波数を変更することによって異なる週波数での二次巻線複合励磁誘導起電力をとることができる。調圧制御方法は、一次巻線に入力するパルス電流の単位時間内のパルス平均数を変更することによって、当該交流永久磁気効率変圧装置の入力と出力のパワーを変更、調整する。
【００３２】
実施例3：
本実施例は積層鉄芯が円形の閉ループ状の変圧器であり、その構造は図6-12に示すようである。
本実施例は積層鉄芯21が複数の厚さ0.003ミリの鉄基ナノメ合金軟磁性材料を積層して作られて、かつ積層鉄芯の畳層は紙面に垂直となる。図6に示すように、積層鉄芯真上方と真下方のギャップに、それぞれ2つの永久磁性体20、26を設置して、上方永久磁性体20のN磁極は時計回り方向の積層鉄芯に密着して、上方永久磁性体20のS磁極は反時計回り方向の積層鉄芯に密着して、上方永久磁性体20内側面と積層鉄芯の間に空隙27が存在して、下方永久磁性体26のN磁極は反時計回り方向の積層鉄芯に密着して、下方の永久磁性体26のS磁極は時計方向の積層鉄芯に密着して、下方の永久磁性体26内の内側面と積層鉄芯の間にも空隙28が存在する。一次巻線L1とL2は円形閉ループ状積層鉄芯21直径線対称位置に設置されて、二次巻線LaとLbは円形閉ループ状積層鉄芯直径線対称位置に設置されて、かつ二次巻線LaとLbが接続する。
【００３３】
L1とL2は通電していない時、図6、7、8に示すように、上方永久磁性体20と下方永久磁性体26は同極性対応であるので、円形閉ループ積層鉄芯全体ループには磁束の形成がなく、ただ上方永久磁性体20と積層鉄芯の間に永久磁性体磁通Φ永３が生成されて、この永久磁性体磁束Φ永３の磁力線方向は永久磁性体31からを突き抜けて、積層鉄芯から32に入って、同様に、その下方永久磁性体26と積層鉄芯の間にも永久磁性体磁束Φ永４を形成して、この永久磁性体磁束Φ永４磁力線方向も永久磁性体から33を突き抜けて、積層鉄芯から34に入って、図6、8に示すように、永久磁性体磁束Φ永３とΦ永４は円形閉ループ積層鉄芯全体の磁束に対して貢献がなく、円形閉ループ状積層鉄芯全体磁束Φ総はゼロで、それによって二次巻線LaとLbの両端に誘導電位の出力がない。
【００３４】
L1は通電しており、L2は通電しておらず、図9に示すように、L1電源が励起するので、円形閉ループ状積層鉄芯全体のループに励磁磁束Φ励３が生成して、この励磁磁束Φ励３の磁力線方向は積層鉄芯上部から35を突き抜けて、積層鉄芯下部から36に入って、同時に、上方永久磁性体の永久磁性体磁束Φ永３も円形閉ループ全体磁気回路に合流して、永久磁性体磁束Φ永３の磁力線の方向は上方永久磁性体から31を突き抜けて、積層鉄芯下部から32に入って、そのとき、円形閉ループ状積層鉄芯全体の磁気回路の中の総磁束Φ総＝Φ励３+Φ永３は、二次巻線LaとLbの両端に対応の順方向電位を誘導する。この時、下方永久磁性体の永久磁性体磁束Φ永３はまだ存在して、この永久磁性体磁束Φ永４の磁力線は下方永久磁性体から33を突き抜けて、下部積層鉄芯から34に入って、図10に示すようになる。
【００３５】
L2に通電しており、L1は通電しておらず、図１１に示すように、L2電源は励起するので、円形閉ループ全体回路の中に励磁磁束Φ励４が生成して、この励磁磁束Φ励４は磁力線が積層鉄芯下部から37を突き抜けて、積層鉄芯上部から38に入って、下方永久磁性体の永久磁性体磁束Φ永４も円形閉ループ全体磁気回路に合流して、永久磁性体磁束Φ永４の磁力線方向は下方永久磁性体から33を突き抜けて、積層鉄芯上部から34に入って、この時、円形閉ループ全体の磁気回路中の総磁束Φ総＝Φ励４+Φ永４は、二次巻線LaとLbの両端に対応の順方向電位を誘導する。この時、上方永久磁性体の永久磁性体磁束Φ永３はまだ存在して、この永久磁性体磁束Φ永３の磁力線方向は上方永久磁性体から31を突き抜けて、積層鉄芯上部から32に入って、図12に示すようになる。
【００３６】
一次巻線L1とL2が交代して通電する時、二次巻線LaとLbの両端ですぐ正逆電位を誘導した。二次巻線LaとLb両端もブリッジ整流平滑回路入力端を接続することができて、さらにブリッジ整流平滑回路出力端子から直流電流を出力する。
【００３７】
本実施例は一次巻線L1とL2の中に入力するすべてのパルス電流が永磁磁束と励磁磁束複合重畳効果を得ることを保証するために、一次巻線に入力するパルス電流の単位時間内のパルス数を変えるのを通じて、同AC永久磁性体増進変圧装置の入力と出力パワーを変更、調整して、実施例1と同じの調圧制御方法を採用しており、ここで重複の説明はしない。
【００３８】
本実施例の中で、永久磁性体は積層鉄芯のギャップの中に埋め込まれており、それによって、本実施例の変圧器の構造をコンパクトにして、体積の小さい小型電子変圧器に適用されている。
【００３９】
実施例4：
本実施例は積層鉄芯が円形閉ループ状の変圧器であり、その構造は実施例3（図面6及び図面7を参照）に類似して、その区別はただ一次巻線L1とL2が直列であり、しかも一次巻線L1とL2の巻き方式が以下の条件だけを満足する。一次巻線L1とL2が順方向パルス電流を入力する時、円形閉ループ状積層鉄芯全体の磁気回路で生成した励磁磁束Φ励３とΦ励４は同方向で重ね合せられ、時計回り方向であれば、一次巻線L1、L2が逆パルス電流を入力する時、円形環状積層鉄芯全体の磁気回路で生成した励磁磁束Φ励３とΦ励４も同方向で重ね合せられるが、励磁磁束の方向が反時計方向に変わらなければならない。
【００４０】
本実施例の中、永磁磁束と励磁磁束の複合構造と過程、励磁磁束が永久磁性体磁気回路に入ることを阻止或いは制限する方法、及び複合磁束が二次巻線に対する増進効果はすべて実施例2の説明に類似しており、ここでは重複の説明はしない。
【００４１】
本実施例は一次巻線L1とL2の中に入力したすべてのパルス電流が永磁磁束と励磁磁束複合重畳効果を得ることを保証するために、一次巻線に入力するパルス電流の単位時間内のパルス数を変えるのを通じて、同交流永久磁性体相乗変圧装置の入力と出力パワーを変更、調整して、実施例2と同じの調圧制御方法を採用することができるが、ここでは重複の説明はしない。
【図１】
0006427187.tif 000002
【図２】
0006427187.tif 000003
【図３】
0006427187.tif 000004
【図４】
0006427187.tif 000005
【図５】
0006427187.tif 000006
【図６】
0006427187.tif 000007
【図７】
0006427187.tif 000008
【図８】
0006427187.tif 000009
【図９】
0006427187.tif 000010
【図１０】
0006427187.tif 000011
【図１１】
0006427187.tif 000012
【図１２】
0006427187.tif 000013