專利名稱：直流電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子領(lǐng)域的電抗器，特別是由線包、鐵芯組成的電抗器。
在已有技術(shù)中，對(duì)工業(yè)電子機(jī)器中使用的電抗器或變壓器，通常都是用漆包線在底層絕緣上繞成線圈，磁路用疊片鐵心或鐵氧體制成，對(duì)于功率在500W～50KW的變壓器、電抗器，在電流較大時(shí)，散熱問(wèn)題在工藝上不好處理，往往造成繞組空間利用率低下，尺寸變大。
本實(shí)用新型的目的是提供一種特殊的直流電抗器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使制成品的結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸較小、工藝簡(jiǎn)單、散熱良好。
為了達(dá)到以上目的，該直流電抗器由鐵芯、繞組、絕緣薄膜氣隙、絕緣墊條和固定架組成。鐵芯由H型和兩個(gè)I型構(gòu)成，繞組的導(dǎo)體由銅帶制成，繞組銅帶層間夾絕緣薄膜在H型芯柱上繞制，繞組中間隔一定匝數(shù)裝有若干絕緣墊條，形成風(fēng)道，H型和兩個(gè)I型鐵芯安裝在固定架上，H型和I型鐵芯的結(jié)合部位有氣隙。
上述結(jié)構(gòu)中，采用了銅帶做繞組、H型鐵芯和絕緣墊條形成的風(fēng)道，因此，該直流電抗器繞制方便、散熱良好，很適宜在大功率的場(chǎng)合下應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是直流電抗器原理結(jié)構(gòu)圖。
圖2是加散熱銅片的直流電抗器示意圖。
圖3是H型和I型鐵芯拼裝示意圖。
圖4是冂型和I型鐵芯拼裝示意圖。
圖5是疊片式H型鐵芯拼裝示意圖。
圖6是中柱為橢園形鐵氧體H型鐵芯拼裝示意圖。
圖7是T型鐵芯拼裝示意圖。
如圖1所示，本實(shí)用新型由H型鐵芯3、I型鐵芯1、銅帶繞組8、絕緣薄膜2、氣隙6、固定架9、絕緣墊條5和出線頭4組成。
銅帶繞組8層間夾絕緣薄膜2，在H型鐵芯3芯柱底層絕緣7上繞制，銅帶繞組8間隔一定匝數(shù)裝有若干絕緣墊條5，形成風(fēng)道10，H型鐵芯3和兩個(gè)I型鐵芯1安裝在固定架9上，其結(jié)合部位留有氣隙6，引出線頭4直接由繞組的銅帶端形成。
繞制時(shí)，在H型鐵芯3芯柱上包上底層絕緣7，然后用銅帶夾絕緣薄膜2繞制，銅帶寬度比絕緣薄膜略窄，或者銅帶邊沿預(yù)先包上絕緣膠帶，繞組繞到適當(dāng)層數(shù)時(shí)墊上通風(fēng)冷卻風(fēng)道10用的絕緣墊條5，銅帶繞組8的起頭直接由銅帶折90°引出，若90°折疊銅帶引出線太寬，內(nèi)層可適當(dāng)剪窄，外層將引出線再作對(duì)折，或剪窄再對(duì)折，磁路的氣隙6用墊片墊上。
繞組采用銅帶或多層銅帶作為導(dǎo)體，層間用絕緣薄膜隔離，絕緣薄膜的寬度同H型鐵芯開(kāi)口寬度，銅帶寬度小于絕緣薄膜寬，兩邊留有絕緣間距，或者將銅帶預(yù)先作絕緣包邊處理，這樣就可以使包邊的銅帶的寬度幾乎同H型鐵芯開(kāi)口寬度，更有利于散熱。根據(jù)電流密度選擇銅帶厚度及層數(shù)。由于不存在排線問(wèn)題，使繞制工藝極為簡(jiǎn)單，繞組整體的有效銅材填充率極高，體積大大縮小。
繞組的散熱，從原理上比普通絕緣皮導(dǎo)線好，因?yàn)槠胀ń^緣皮導(dǎo)線的熱量，要從繞組中間向外傳熱，受到絕緣皮的阻礙，使繞組中間位置的熱量不易傳出來(lái)，從而中間部份溫升太高。當(dāng)使用銅帶作繞組時(shí)，因銅帶本身是極好的導(dǎo)熱體，中間熱量可直接通過(guò)銅帶傳到兩邊，特別當(dāng)銅帶寬度很寬，接近鐵芯開(kāi)口寬度時(shí)熱量傳到邊緣而散去。
銅帶繞組的另一優(yōu)點(diǎn)是繞制工藝性好，免去了普通繞組導(dǎo)線容易從線包兩邊滑下到下層，從而不得不在繞組兩端墊上硬質(zhì)墊條，這種墊條不但費(fèi)工費(fèi)事，而且使散熱變壞。
銅帶繞組的絕緣浸漬處理，同一般電抗器、變壓器類似，不再詳述。
圖2是銅帶繞組8繞制過(guò)程中墊上散熱銅片11，將銅帶內(nèi)部熱量導(dǎo)出到外部面進(jìn)行冷卻的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出用銅片預(yù)先涂漆或包絕緣層12處理，以免導(dǎo)出熱量用的散熱片帶電。
圖3所示，鐵芯形狀為H型鐵芯3，再加上兩個(gè)I型鐵芯1的結(jié)構(gòu)，采用H型的目的是可以在H型中間芯柱上直接包上較薄的絕緣材料，繞組使用銅帶或多層銅帶夾絕緣薄膜直接在H型芯柱上繞制，減少了絕緣底筒厚度，縮小了總體積。
圖4是H型鐵芯，由兩個(gè)冂字型13和兩個(gè)I型1組成，冂與I的接合面精確磨平，磁芯可以是鐵片疊壓而成，或者鐵氧體整體型。
圖5是疊片式H型鐵芯，由條狀鐵片14疊裝而成，按交叉法疊片，待繞組在中柱上繞成后，裝上I型鐵片，I型鐵片是一片一片地插進(jìn)去的，適用于變壓器的場(chǎng)合。
圖6是中柱呈橢園柱形(或園柱形)鐵氧體的H磁芯，磁路上有氣隙，繞組繞制在園柱上很方便，適用于作高頻抑制而且?guī)е绷鞒煞莼蚪涣髦麟娏鬏^大的場(chǎng)合。
圖7是T型磁芯復(fù)合成H型，而且氣隙6在繞組內(nèi)孔中的結(jié)構(gòu)，適用于直流電抗器，并且對(duì)交流分量干擾磁場(chǎng)起到屏蔽作用的情形。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)在鐵芯結(jié)合面之間不留氣隙的情況下，同樣適用于制作變壓器。當(dāng)制作變壓器時(shí)，鐵芯之間不留氣隙，變壓器的各初、次級(jí)繞組均用銅帶繞成。銅帶一定匝數(shù)之間用絕緣墊條形成風(fēng)道，或者用散熱銅片散熱。這種結(jié)構(gòu)的變壓器最適宜應(yīng)用在大功率的情況下。
必須說(shuō)明的是，只要采用了銅帶繞組并使用風(fēng)道或散熱銅條的結(jié)構(gòu)繞制的電感器、變壓器，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種直流電抗器，它由鐵芯、繞組、絕緣薄膜、氣隙、固定架和出線頭組成，其特征在于在繞組中間還有絕緣墊條，鐵芯由H型和兩個(gè)I型構(gòu)成，繞組的導(dǎo)體為銅帶制成，銅帶繞組層間夾絕緣薄膜，在H型鐵芯芯柱上繞制，銅帶繞組間隔一定匝數(shù)裝有若干絕緣墊條，形成風(fēng)道，H型鐵芯和兩個(gè)I型鐵芯安裝在固定架上，H型和I型鐵芯的結(jié)合部位有氣隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電抗器，其特征在于所述H型鐵芯可以由兩個(gè)冂型組成，也可以由兩個(gè)T型組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電抗器，其特征在于所述繞組銅帶的寬度等于或小于絕緣層的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的直流電抗器，其特征在于所述鐵芯可以由普通硅鋼片交叉疊片制成，也可以由鐵氧體材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的直流電抗器，其特征在于當(dāng)H型鐵芯由兩個(gè)T型組成時(shí)，所述氣隙也可以在兩個(gè)T型鐵芯的結(jié)合部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電抗器，其特征在于所述H型鐵芯中間芯柱的截面可以是矩形，也可以是園形或橢園形，以方便繞制銅帶繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電抗器，其特征在于所述出線頭直接由繞組的銅帶折疊形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電抗器，其特征在于所述繞組銅帶的散熱還可以采用墊上散熱銅片的結(jié)構(gòu)，將繞組銅帶內(nèi)部熱量導(dǎo)出到繞組外部散熱。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電力電子領(lǐng)域應(yīng)用的電抗器,該電抗器由鐵芯、繞組、絕緣薄膜、氣隙、絕緣墊條和固定架組成。鐵芯由H型和兩個(gè)I型構(gòu)成,繞組的導(dǎo)體由銅帶制成,繞組中間隔一定匝數(shù)裝有若干絕緣墊條,形成風(fēng)道,或者繞制銅帶時(shí)墊上散熱銅片,H型和兩個(gè)I型鐵芯安裝在固定架上,H型和I型鐵芯的結(jié)合部位有氣隙。該直流電抗器繞制方便、散熱良好,適宜在大功率的場(chǎng)合下應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01F37/00GK2510969SQ0125700
公開(kāi)日2002年9月11日 申請(qǐng)日期2001年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月24日
發(fā)明者劉永言 申請(qǐng)人:成都希望電子研究所