スタッキング係数

スタッキング係数（積層係数またはスペース係数^{[1]とも呼ばれる）は、変圧}器の設計やその他の電気機械で使用される指標です。これは、変圧器コアの有効断面積と変圧器コアの物理的断面積の比です。コアの製造方法が異なるため、この2つは異なります。

変圧器のコアは通常、薄い金属板を何層にも重ねて作られています。これらの層はワニスなどの絶縁材で積層されています。その目的は、高い磁束を保ちながらコア内の渦電流を減らすことです。絶縁体は非強磁性体なので、その中に磁束はほとんど、あるいは全くありません。磁束は主に金属板の中にあります。絶縁体は有限の空間を占めるため、磁束が占める有効面積はコアの物理的面積よりも小さくなります。^[2]積層係数は、コアを構成する鋼板の積層厚によって異なります。

スタッキング係数は通常 0.9 です。スタッキング係数は常に 1 未満です。

積層係数は、コア内の磁束密度を計算する際に使用されます。積層コアでは磁束が狭い領域内に閉じ込められるため、磁束密度は均質コアよりも高くなります。^[3]

積層コアのスタッキング係数は常に1未満です。スタッキング係数が1の場合は、積層体がまったくないことを意味します。スタッキング係数は、変圧器コア^[4]や機械ステータ^[5]では通常0.95以上です。ただし、アモルファス金属で作られたコアのスタッキング係数は約0.8であるのに対し、シリコン鋼では0.96です。^[1]

変圧器設計における関連概念として、窓空間係数があります。これは、銅の巻線が占める面積と、それが通過する空間（「窓」）の面積の比率として定義されます。変圧器の動作電圧が高いほど、絶縁のためのスペースを増やすために、この比率を小さくする必要があります。^[6]

参考文献

^ ab Barry W. Kennedy、「Energy Efficient Transformers」、p. 140、McGraw Hill Professional、1998 ISBN 0070342881。
^ 「積層コアシミュレーション」、Quick Field、2019年9月29日にアクセスおよびアーカイブ。
^ I. Boldea、Syed A. Nasar、「リニア電動アクチュエータおよびジェネレータ」、p. 12、ケンブリッジ大学出版局、2005年ISBN 0521020328。
^ WG Hurley、WH Wölfle、「Transformers and Inductors for Power Electronics」、p. 109、John Wiley & Sons、2013 ISBN 1118544676。
^ Jacek F. Gieras、Rong-Jie Wang、Maarten J. Kamper、「Axial Flux Permanent Magnet Brushless Machines」、p. 81、Springer Science & Business Media、2008 ISBN 1402082274。
^ MV Deshpande、電気機械の設計とテスト、p. 119、PHI Learning、2010 ISBN 8120336453

[Kennedy-1] Barry W. Kennedy、「Energy Efficient Transformers」、p. 140、McGraw Hill Professional、1998 ISBN 0070342881。

[2] 「積層コアシミュレーション」、Quick Field、2019年9月29日にアクセスおよびアーカイブ。

[3] I. Boldea、Syed A. Nasar、「リニア電動アクチュエータおよびジェネレータ」、p. 12、ケンブリッジ大学出版局、2005年ISBN 0521020328。

[4] WG Hurley、WH Wölfle、「Transformers and Inductors for Power Electronics」、p. 109、John Wiley & Sons、2013 ISBN 1118544676。

[5] Jacek F. Gieras、Rong-Jie Wang、Maarten J. Kamper、「Axial Flux Permanent Magnet Brushless Machines」、p. 81、Springer Science & Business Media、2008 ISBN 1402082274。

[6] MV Deshpande、電気機械の設計とテスト、p. 119、PHI Learning、2010 ISBN 8120336453