一種三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯的制作方法
【專利摘要】一種三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，包括呈120°對稱排列的三個鐵芯柱，在三個鐵芯柱上分別設(shè)置有上鐵軛、下鐵軛，所述上鐵軛、下鐵軛與三個鐵芯柱連接一體，所述鐵芯柱的截面為阿基米德螺線。本實(shí)用新型的三相對稱磁路電抗器鐵芯，由于上下鐵軛的閉合結(jié)構(gòu)可有效地消除鐵芯中的高次諧波，鐵芯全部可以通過機(jī)械化的卷制而成，生產(chǎn)效率得到很大的提高，同時由于鐵芯柱截面采用的是阿基米德螺線的形式，填充的截面面積大，具有電效率高。且在使用時噪音低、空載損耗穩(wěn)定。由于采用的是無取向?qū)Т挪牧?，所以具有良好的?jīng)濟(jì)效益。同時本實(shí)用新型的鐵芯也可用于變壓器等其他電磁產(chǎn)品，能夠達(dá)到同樣的效果。
【專利說明】
一種三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外各類電力電子設(shè)備及電源中應(yīng)用的電抗器鐵芯結(jié)構(gòu)如圖1所示。從圖1可以直觀看出；該平面形狀為目前常規(guī)結(jié)構(gòu)的鐵芯，由圖中可直觀的看到鐵芯柱為矩形截面，毫無疑問比同面積的圓形要多耗用繞組材料。尤其是在A、B、C三相磁路中的各相磁路；AB=BC<AC。該結(jié)構(gòu)決定了三相磁路之間長度的不均等，從而導(dǎo)致了電抗器各相分段鐵芯柱磁路中漏磁氣隙大小的不等，直接造成各相電抗值之間的差異，三相磁路的不均等及鐵芯內(nèi)部的高次諧波直接影響到電抗器及電力電子設(shè)備及電源中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及穩(wěn)定性。
[0003]70年代初曾出現(xiàn)過三相對稱的結(jié)構(gòu)，三個鐵芯柱呈120°對稱排列的，但是其鐵芯柱截面一般都是采用的是階梯圓、輻射式的形式、導(dǎo)致截面的有效面積減少、造成高損耗及效率降低下。另外一種截面采用的是漸開線的結(jié)構(gòu)，但制作工藝復(fù)雜，導(dǎo)致時間成本以及制作成本增加，根本無法廣泛使用而夭折，且沒有形成量產(chǎn)化，很快被人們拋棄。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，能夠機(jī)械化生產(chǎn)、填充的截面面積大且噪音低、空載損耗穩(wěn)定。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種三相對稱磁路電抗器鐵芯，包括呈i 20°對稱排列的三個鐵芯柱，在三個鐵芯柱上分別設(shè)置有上鐵軛、下鐵軛，所述上鐵軛、下鐵軛與三個鐵芯柱連接一體，所述鐵芯柱的截面為阿基米德螺線。
[0006]優(yōu)化的，所述上鐵軛、下鐵軛截面均為正三角形。鐵心柱截面為阿基米德螺線
[0007]優(yōu)化的，所述上鐵軛、下鐵軛采用采用無取向?qū)Т挪牧?鐵芯柱采用無取向?qū)Т挪牧匣蛴腥∠驅(qū)Т挪牧稀?br>[0008]優(yōu)化的，所述無取向?qū)Т挪牧蠟闊o取向硅鋼片，有取向?qū)Т挪牧蠟橛腥∠蚬桎撈?br>[0009]優(yōu)化的，所述上鐵軛、下鐵軛以及鐵芯柱也可以為粉末壓結(jié)導(dǎo)磁材料和非晶導(dǎo)磁材料。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的三相對稱磁路電抗器上下鐵軛及鐵芯柱可以通過機(jī)械化的卷制而成，裝配簡單，效率得到很大的提高，同時由于鐵芯柱截面采用的是阿基米德螺線的形式，填充的截面面積大，效率高。且在使用時噪音低、空載損耗穩(wěn)定，同樣可以機(jī)械化卷制成型。由于采用的是無取向?qū)Т挪牧暇哂辛己玫慕?jīng)濟(jì)效益。同時本實(shí)用新型的鐵芯也可用于變壓器等其他電礤產(chǎn)品，能夠達(dá)到同樣的效果。
【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明；
[0012]圖1是目前現(xiàn)有的電抗器鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是目前現(xiàn)有的電抗器鐵芯鐵芯柱的矩形截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是目前現(xiàn)有的電抗器鐵芯鐵芯柱截面為階梯圓的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本實(shí)用新型三相對稱磁路電抗器鐵芯實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是本實(shí)用新型三相對稱磁路電抗器鐵芯實(shí)施例的鐵芯柱的截面圖；
[0017]圖6是本實(shí)用新型三相對稱磁路電抗器鐵芯實(shí)施例的上鐵軛、下鐵軛的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1、2所示為目前現(xiàn)有的電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖中可直觀的看到，在A、B、C三相磁路中的各相磁路;AB=BC<AC。該結(jié)構(gòu)決定了三相磁路之間長度的不均等，從而導(dǎo)致了電抗器各相分段鐵芯柱磁路中漏磁氣隙大小的不等，直接造成各相電抗值之間的差異，三相磁路的不均等直接影響到電力電子設(shè)備及電源中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及穩(wěn)定性。該結(jié)構(gòu)的鐵芯相比，具有高損耗、高成本，高諧波，低效率及體積龐大等缺陷，所以其并不適合應(yīng)用于電力電子設(shè)備及各類電源中。
[0019]如圖4、5、6所示，一種三相對稱磁路電抗器鐵芯，包括呈120°對稱排列的三個鐵芯柱1，在三個鐵芯柱I上分別設(shè)置有上鐵軛2、下鐵軛3，所述上鐵軛2、下鐵軛3與三個鐵芯柱I連接一體，所述鐵芯柱I的截面為阿基米德螺線。所述上鐵軛2、下鐵軛3截面均為正三角形。所述上鐵軛2、下鐵軛3采用無取向?qū)Т挪牧?鐵芯柱I采用無取向?qū)Т挪牧匣蛴腥∠驅(qū)Т挪牧?。所述無取向?qū)Т挪牧蠟闊o取向硅鋼片，有取向?qū)Т挪牧蠟橛腥∠蚬桎撈?，同時也適用于無取向?qū)Т挪牧虾陀腥∠驅(qū)Т挪牧匣旌蠎?yīng)用。所述上鐵軛2、下鐵軛3以及鐵芯柱I也可為粉末壓結(jié)導(dǎo)磁材料和非晶導(dǎo)磁材料制造。
[0020]本實(shí)用新型的鐵芯可機(jī)械設(shè)備卷制而成，機(jī)械化生產(chǎn)、提高了制作的效率，同時卷制而成的鐵芯的由于鐵芯柱截面是阿基米德螺線，填充的截面面積大，具有電效率高。且在使用時噪音低、空載損耗穩(wěn)定。
[0021]由圖4中可直觀的看到；該鐵芯結(jié)構(gòu)為立體正三角形狀，A、B、C三相磁路各呈120°的分布，其磁路;AB=BC=AC,因此三相磁路之間的距離是均等的，由于三相磁路長度的均等，所以分段鐵芯柱中的漏磁氣隙大小相等，有效的保證了電抗器各相電抗值的絕對一致性，該對稱三角形的結(jié)構(gòu)突破了傳統(tǒng)三相電抗器的平面排列模式圖1，可靠地保證了電抗器及電力電子設(shè)備及電源的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)及穩(wěn)定性。
[0022]更重要的是:由于三相鐵芯上下鐵軛的閉合結(jié)構(gòu)，可有效地消除鐵芯內(nèi)部高次諧波。
[0023]同時本實(shí)用新型的鐵軛為正三角形，若采用硅鋼片制造僅需機(jī)械卷制，且鐵軛及鐵芯柱也適用于壓結(jié)成整體塊狀粉末導(dǎo)磁材料進(jìn)行拼接應(yīng)用和非晶導(dǎo)磁材料的卷制。
[0024]如圖5所示，本實(shí)用新型的鐵芯柱截面為阿基米德螺線形式，與現(xiàn)有技術(shù)(圖1)相比的，在圓形與矩形的截面積相等時，圓形鐵芯柱的周長顯然比矩形鐵芯柱的周長要短許多。由此推導(dǎo)計算；當(dāng)矩形鐵芯柱的長寬比在0.9:1?1:2范圍時，因其周長差異的關(guān)系所致，所以本專利采用圓形鐵芯柱可有效節(jié)約繞組導(dǎo)電材料(銅或鋁)6.94%?13.53%及以上。與同容量的圖1結(jié)構(gòu)相比，鐵芯可有效節(jié)省導(dǎo)磁材料21-27%及以上。綜上合計僅鐵芯和繞組的原材料在總質(zhì)量上可下降27.94%-40.53%及以上，所以本實(shí)用新型具有大幅度降低原材料與采購成本。，由于制造材料的減少，無疑其各項(xiàng)損耗指標(biāo)及體積也會按比例同時下降而提高各項(xiàng)電氣性能及降低損耗和提高電效率。
[0025]本實(shí)用新型的鐵芯在同等直徑條件下的鐵芯柱;阿基米德螺線的截面積與5~8級導(dǎo)磁材料組合的階梯圓(圖3)的截面積相比，其截面積可以有效增加5%?9%。面積的增加可以有效的使鐵芯柱直徑再度減小，無疑其周長也相應(yīng)的得到減小，毫無疑問；制造中的繞組材料(銅或鋁)又得到了進(jìn)一步的下降。本實(shí)用新型專利的結(jié)構(gòu)中的鐵軛和采用阿基米德螺線結(jié)構(gòu)的分段鐵芯柱時，可實(shí)行機(jī)械化卷制生產(chǎn)，省去了多規(guī)格片形組合的階梯圓形(圖3)或矩形鐵芯柱(圖1)的疊裝工序，所以具有組裝簡單，有效降低制造成本。同時本實(shí)用新型的材料一般采用無取向娃鋼片或其他無取向?qū)Т挪牧现圃?，其與取向娃鋼片導(dǎo)磁材料之間的實(shí)際采購差價，這也是一筆不可忽視的經(jīng)濟(jì)效益！
[0026]如上所述，我們完全按照本實(shí)用新型的宗旨進(jìn)行了說明，但本實(shí)用新型并非局限于上述實(shí)施例和實(shí)施方法。相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的從業(yè)者可在本實(shí)用新型的技術(shù)思想許可的范圍內(nèi)進(jìn)行不同的變化及實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，包括呈120°對稱排列的三個鐵芯柱，在三個鐵芯柱上分別設(shè)置有上鐵軛、下鐵軛，所述上鐵軛、下鐵軛與三個鐵芯柱連接一體，其特征在于:所述鐵芯柱的截面為阿基米德螺線卷制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，其特征在于:所述上鐵軛、下鐵軛截面均為正三角形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，其特征在于:所述上鐵軛、下鐵軛采用無取向?qū)Т挪牧?鐵芯柱采用無取向?qū)Т挪牧匣蛴腥∠驅(qū)Т挪牧稀?.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，其特征在于:所述無取向?qū)Т挪牧蠟闊o取向娃鋼片，有取向?qū)Т挪牧蠟橛腥∠蛲掬撈?.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相對稱磁路高效節(jié)材電抗器鐵芯，其特征在于:所述上鐵軛、下鐵軛以及鐵芯柱為粉末壓結(jié)導(dǎo)磁材料和非晶導(dǎo)磁材料。
【文檔編號】H01F27/24GK205666124SQ201620481995
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月25日
【發(fā)明人】鄒昕
【申請人】鄒昕