專利名稱：：電感性電抗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種電感性電抗器。
背景技術(shù)：
：隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，智能化電網(wǎng)對低壓電網(wǎng)的用電管理提出了更高的要求。低壓電力線上的載波通信已經(jīng)越來越多的在電網(wǎng)中普遍應(yīng)用了。經(jīng)過不斷的研究試驗(yàn)利用現(xiàn)代科技實(shí)現(xiàn)低壓電網(wǎng)用電管理的現(xiàn)代化、自動化已經(jīng)成為智能電網(wǎng)的重要組成部分。目前，低壓電力線上載波通信的主要用途之一是實(shí)現(xiàn)對用戶的遠(yuǎn)程抄表。通過在用戶的電表上加裝專用的芯片，將用戶電表中的數(shù)據(jù)通過電力線以載波的方式傳輸?shù)诫娏Σ块T的數(shù)據(jù)中心，從而獲得用戶電表中存儲的信息。這種應(yīng)用避免了傳統(tǒng)的“挨門挨戶”的抄表方式，節(jié)約了大量的人力，提高了電力部門的工作效率。但是大量新型用電器的接入不但給低壓電網(wǎng)造成了嚴(yán)重的雜波干擾，而且在電網(wǎng)上形成了許許多多低阻抗點(diǎn)，這些隨處可見的低阻抗點(diǎn)使載波的傳輸一直處在阻抗不匹配狀態(tài)，導(dǎo)致載波在傳輸過程中的急劇衰落。具體地說，當(dāng)電網(wǎng)提供給負(fù)載電源工作的過程中，由于負(fù)載中存在非線性器件而產(chǎn)生高次諧波電流。負(fù)載的非線性阻抗的特性會表現(xiàn)出在某一頻點(diǎn)上呈極低阻抗，在這一頻點(diǎn)上，嚴(yán)重衰減了載波信號增益。同時(shí)由非線性負(fù)載產(chǎn)生的高次諧波電流反饋到電網(wǎng)中，引起對電網(wǎng)的諧波污染，從而降低了供電電網(wǎng)的供電效率，破壞了電網(wǎng)供電電能質(zhì)量。為了解決這一問題，人們提出了采用與電表串聯(lián)的電感性電抗器對電網(wǎng)中的雜波實(shí)施阻隔，避免其對有意義的載波信號產(chǎn)生干擾。電感性電抗器通?？梢源釉谟脩綦姳淼幕鹁€上，由于載波信號的頻率通常較高，因此采用電感性電抗器的作用一方面在于阻止用戶電能表端以下的所有電器產(chǎn)生的雜波對載波頻率信號段的干擾，一方面也在于阻止載波信號被用戶端的低阻抗負(fù)載短路或者衰減。關(guān)于現(xiàn)有技術(shù)中的電感性電抗器結(jié)構(gòu)，可以參考申請?zhí)枮镃N02266518和CN200820030407的中國專利申請?，F(xiàn)有技術(shù)中所揭露的電感性電抗器雖然從原理上可以起到濾去雜波的作用，但實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)，一旦經(jīng)過電感性電抗器的電流增大到數(shù)十安培，現(xiàn)有技術(shù)中的電感性電抗器便產(chǎn)生了磁飽和現(xiàn)象而無法起到阻波的作用，并且飽和后的電感性電抗器本身又會產(chǎn)生新雜波，對凈化電網(wǎng)非但無益反而有害。隨著家用電器的數(shù)量和功耗不斷增加，經(jīng)過用戶電表的電流達(dá)到幾十安培是很常見的現(xiàn)象。因此現(xiàn)有技術(shù)中的電感性電抗器在大電流下的磁飽和現(xiàn)象已經(jīng)成為了阻礙其在電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用的最大障礙。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種電感性電抗器，能夠避免在大電流下發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，使其能夠應(yīng)用在電網(wǎng)中。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電感性電抗器，包括芯體、圍繞芯體的線圈以及包裹線圈的磁盒，磁盒的數(shù)目至少為兩個(gè)，沿著芯體縱軸的方向依次堆疊放置，所述芯體采用抗磁飽和性材料制成。作為可選的技術(shù)方案，所述芯體材料的相對磁導(dǎo)率不大于1。作為可選的技術(shù)方案，所述芯體的材料是銅或者工程塑料。作為可選的技術(shù)方案，所述線圈所采用的繞線的直流電阻不大于0.002歐姆，并且電感量大于25微亨。作為可選的技術(shù)方案，所述電感性電抗器進(jìn)一步包括一用于容置磁盒的外殼，所述外殼的尺寸與安裝于電網(wǎng)中的漏電保護(hù)器的尺寸相互配合，以便于電感性電抗器同漏電保護(hù)器相鄰安裝。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用密閉磁盒的結(jié)構(gòu)，在額定工頻大電流勵(lì)磁狀態(tài)下，對外界不產(chǎn)生漏磁，目的在于避免發(fā)生磁飽和現(xiàn)象的同時(shí)，對外界不會產(chǎn)生因漏磁而引起的電磁干擾。本發(fā)明還采用了抗磁性材料作為部分芯體介質(zhì)，進(jìn)一步避免芯體中產(chǎn)生耦合磁場并在大電流下發(fā)生磁飽和，綜合以上兩點(diǎn)，本發(fā)明所揭露的電感性電抗器器能夠有效地避免在大電流下發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，從而獲得很寬的電抗線性范圍。附圖1所示是本發(fā)明所述具體實(shí)施方式中電感性電抗器的分解圖；附圖2是附圖1所示各個(gè)部件組合之后的立體示意圖；附圖3是附圖2所示電感性電抗器與外殼組合之后的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4是本發(fā)明實(shí)施例中所述電抗器的測試曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的電感性電抗器的具體實(shí)施方式做詳細(xì)說明。附圖1所示是本具體實(shí)施方式所述電感性電抗器10的分解圖，附圖2是附圖1所示的各個(gè)部件組合之后的電感性電抗器10的立體示意圖。所述電感性電抗器10包括芯體110；圍繞芯體110的線圈120以及包裹線圈120的磁盒130。本具體實(shí)施方式中的磁盒為兩個(gè)，分別是磁盒131與132，在其他的具體實(shí)施方式中，還可以包括更多的磁盒，更多的磁盒應(yīng)當(dāng)設(shè)置在磁盒131與132之間，沿著芯體110的軸向方向堆疊設(shè)置。所述電感性電抗器10進(jìn)一步包括環(huán)形的相互扣合的線圈套筒191與192，采用絕緣材料制成，相互扣合后安裝在線圈120和磁盒130之間，將兩者隔離起來。所述電感性電抗器10還包括與芯體110配套的螺母111，兩者相互螺接以固定磁盒130和線圈120。為了避免電感性電抗器在大電流下發(fā)生磁飽和，本具體實(shí)施方式將磁盒130設(shè)計(jì)成兩個(gè)相互堆疊在一起的磁盒131與132。在線圈120中有電流通過時(shí)，會在磁盒130中形成耦合磁場，由于磁盒130包括兩個(gè)相互堆疊的磁化131與132，因此在兩者之間會產(chǎn)生漏磁，目的在于避免發(fā)生磁飽和現(xiàn)象。而進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，這種設(shè)計(jì)并不能夠完全避免電感性電抗器10在大電流下的磁飽和，因此本具體實(shí)施方式所提出的技術(shù)方案進(jìn)一步對芯體110的材料進(jìn)行了改進(jìn)。為了避免在大電流的情況下芯體110發(fā)生磁飽和，本具體實(shí)施方式所采用的芯體110的材料是抗磁性物質(zhì)。所謂抗磁性物質(zhì)，是指在磁場中不能夠被磁化的物質(zhì)，采用這種物質(zhì)作為芯體Iio的材料，可以避免芯體110在線圈120通過大電流的情況下發(fā)生磁飽和。作為對抗磁性物質(zhì)的進(jìn)一步量化描述，所述芯體110所采用的抗磁性物質(zhì)應(yīng)當(dāng)是相對磁導(dǎo)率不大于1的物質(zhì)，例如金、銀、銅、鉛或者工程塑料等，尤其是銅和工程塑料價(jià)格低廉且易于加工，是芯體110所采用的優(yōu)選材料。所謂工程塑料通常是聚酰胺(又稱尼龍，縮寫為PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、改性聚苯醚(ΡΡ0，也有縮寫為PPE的)和聚酯(PBT和PET)等幾種塑料的統(tǒng)稱。所屬磁盒131與132優(yōu)選采用高頻鐵氧體合金材料制成，可以提高電抗器10在大電流下的抗磁飽和性能。所述線圈120所采用的繞線的直流電阻不大于0.002歐姆，并且電感量大于25微亨。進(jìn)一步地，所述電感性電抗器10還包括一用于容置磁盒的外殼。附圖3所示為帶有外殼180的電感性電抗器10結(jié)構(gòu)示意圖，外殼180上進(jìn)一步安裝了線圈卡座170和兩個(gè)緊固螺絲171和172。電感性電抗器10的線圈120的兩個(gè)接頭卡入線圈卡座170的接線孔中，并通過緊固螺絲171和172卡緊。線圈卡座170進(jìn)一步包括同外部連接的接口(圖中未示出)。因此，電感性電抗器10配上外殼180之后，便可以安裝在工作場合進(jìn)行使用，例如串聯(lián)在用戶電表的火線上。由于電表通常都安裝在很小的空間內(nèi)，各種組件的安放都非常緊湊，為了使電感性電抗器10的安裝不會占用本來就很狹小的空間，因此所述外殼180的尺寸最好能夠設(shè)計(jì)成與安裝于電網(wǎng)中的漏電保護(hù)器的尺寸相互配合，即外殼180的長寬和漏電保護(hù)器相同，這樣就可以和漏電保護(hù)器相鄰安裝。接下來給出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例所述電感性電抗器中，線圈導(dǎo)線的材料為漆包銅線，直徑3毫米，共繞6匝，線圈直徑350毫米。線圈之外采用尼龍制成線圈套筒。套筒外的磁盒為上下分離的兩個(gè)，磁環(huán)的內(nèi)半徑86毫米，外半徑210毫米，采用高頻鐵氧體合金材料材料制成。芯體采用尼龍制成，直徑5毫米。對上述結(jié)構(gòu)的阻波器進(jìn)行大電流測試表明，在通過100安培電流的情況下，仍然未觀察到飽和現(xiàn)象。下表是對上述電感做交流大電流測試的測試結(jié)果。測試在相同條件下重復(fù)進(jìn)行六次，因此在每個(gè)電流值下都獲得了對應(yīng)的六個(gè)電壓值，最終將六個(gè)電壓值取算術(shù)平均為最終的電壓值。采用電流為縱坐標(biāo)，對應(yīng)的電壓為橫坐標(biāo)繪制曲線圖，如附圖4所示，可見本實(shí)施例所給出的電感性電抗器，在100A的大電流下仍未出現(xiàn)飽和跡象。電流(A)電壓(V)電壓(V)電壓(V)電壓(V)電壓(V)電壓(V)~20.0840.0850.0830.0820.0840.084~~30.1260.1270.1250.1240.1260.126~10.1680.1680.1680.1680.1680.168~~0Γ20Γ2οΓ2οΓ2οιοι<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種電感性電抗器，包括芯體、圍繞芯體的線圈以及包裹線圈的磁盒，其特征在于，磁盒的數(shù)目至少為兩個(gè)，沿著芯體縱軸的方向依次堆疊放置，所述芯體采用抗磁飽和性材料制成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感性電抗器，其特征在于，所述芯體材料的相對磁導(dǎo)率不大于1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電感性電抗器，其特征在于，所述芯體的材料是銅或者工程塑料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感性電抗器，其特征在于，所述線圈所采用的繞線的直流電阻不大于0.002歐姆，并且電感量大于25微亨。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感性電抗器，其特征在于，所述電感性電抗器進(jìn)一步包括一用于容置磁盒的外殼，所述外殼的尺寸與安裝于電網(wǎng)中的漏電保護(hù)器的尺寸相互配合，以便于電感性電抗器同漏電保護(hù)器相鄰安裝。全文摘要一種安裝式電感型電抗器，包括芯體、圍繞芯體的線圈以及包裹線圈的磁盒，磁盒的數(shù)目至少為兩個(gè)進(jìn)行配合密閉并沿著磁芯體縱軸的方向依次堆疊放置，所述芯體采用抗磁飽和性材料及結(jié)構(gòu)構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用密閉磁盒的結(jié)構(gòu)，在額定工頻大電流勵(lì)磁狀態(tài)下，對外界不產(chǎn)生漏磁，目的在于避免發(fā)生磁飽和現(xiàn)象的同時(shí)，對外界不會產(chǎn)生因漏磁而引起的電磁干擾。本發(fā)明還采用了抗磁飽和性材料作為部分芯體介質(zhì)，進(jìn)一步避免芯體中產(chǎn)生耦合磁場并在大電流下發(fā)生磁飽和，綜合以上兩點(diǎn)，本發(fā)明所揭露的電感性電抗器器能夠有效地避免在大電流下發(fā)生磁飽和現(xiàn)象，從而獲得很寬的電抗線性范圍。文檔編號H01F17/04GK101807467SQ20101012860公開日2010年8月18日申請日期2010年3月19日優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日發(fā)明者廖洋,田質(zhì)申請人:上海東滬電器自動化設(shè)備廠