一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器的制造方法
【專利摘要】一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，包括鐵芯以及鐵芯裝配裝置，所述鐵芯包括上鐵軛、下鐵軛以及外藏繞有線圈的芯柱，芯柱由多組氣隙板和導(dǎo)磁鐵餅相互間隔堆疊設(shè)置于上鐵軛和下鐵軛之間，所述芯柱與上鐵軛、下鐵軛之間分別設(shè)有中空引磁餅；所述鐵芯裝配裝置包括底座、設(shè)置于底座上的中心拉桿以及壓板，壓板設(shè)于上鐵軛上方，底座設(shè)于下鐵軛下方，所述中心拉桿貫穿上鐵軛、下鐵軛和芯柱中心預(yù)設(shè)的孔，所述中心拉桿上端與壓板固定，中心拉桿下端與底座固定。有益效果：1)解決了磁通分流過程所引起該處激磁發(fā)熱情況。2)消除交流電基波所帶來的振動(dòng)噪聲。3)傳統(tǒng)產(chǎn)品同等條件下總損耗下降25％，熱點(diǎn)溫升從150多K降到90K以內(nèi)。
【專利說明】
一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵芯電抗器，具體涉及一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，屬于電力設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前鐵芯電抗器其磁通全部或大部分經(jīng)芯柱鐵軛磁路閉合，鐵芯式電抗器工作在鐵芯飽和狀態(tài)時(shí)，其電感值大大減少，利用這一特性制成的電抗器叫飽和式電抗器。鐵芯電抗器在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，而發(fā)熱點(diǎn)又在鐵軛的中心位置，散熱條件差，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，該發(fā)熱點(diǎn)溫度通過硅鋼片的熱傳導(dǎo)引起整體鐵軛過熱現(xiàn)象，嚴(yán)重的高達(dá)200多攝氏度。原因是由于圓柱體芯柱與鐵軛中心線對(duì)應(yīng)處有大量的磁通進(jìn)入軼軛時(shí)，碰到鐵軛中孔位置會(huì)導(dǎo)致磁路不通，而需向兩側(cè)分流。
[0003]傳統(tǒng)解決方法有以下幾種:①增加風(fēng)冷裝置，提高散熱效果;②做成油浸式的，使該區(qū)域的熱量用冷油帶走散熱來降低該區(qū)域的溫度;③用環(huán)氧板遮擋，讓用戶無法測(cè)到。以上方法均無法消除局部發(fā)熱現(xiàn)象，均是治標(biāo)不治本的方法，無法降低電能損耗，對(duì)產(chǎn)品的危害性極大，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的安全可靠運(yùn)行，根本談不上經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，針對(duì)現(xiàn)有鐵芯電感器的缺點(diǎn)，而提供一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，這種鐵芯電抗器能解決磁通分流過程所引起該處激磁發(fā)熱情況發(fā)生，并消除交流電基波所帶來的振動(dòng)噪聲的，且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，效益巨大，安全、可靠、環(huán)保。
[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
[0006]—種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，包括鐵芯以及鐵芯裝配裝置，所述鐵芯包括上鐵軛、下鐵軛以及外藏繞有線圈的芯柱，芯柱由多組氣隙板和導(dǎo)磁鐵餅相互間隔堆疊設(shè)置于上鐵軛和下鐵軛之間，所述芯柱與上鐵軛、下鐵軛之間分別設(shè)有中空引磁餅。
[0007]所述鐵芯裝配裝置包括底座、設(shè)置于底座上的中心拉桿以及壓板，壓板設(shè)于上鐵軛上方，底座設(shè)于下鐵軛下方，所述中心拉桿貫穿上鐵軛、下鐵軛和芯柱中心預(yù)設(shè)的孔，所述中心拉桿上端與壓板固定，中心拉桿下端與底座固定。
[0008]作為優(yōu)選，所述導(dǎo)磁鐵餅由高導(dǎo)磁硅鋼片積疊成。
[0009]作為優(yōu)選，所述上鐵軛和下鐵軛由高導(dǎo)磁硅鋼片積疊成。
[0010]作為優(yōu)選，所述中空引磁餅的有效面積占芯柱底面面積的50%-55%。
[0011 ]作為優(yōu)選，所述中空引磁餅的厚度為15mm-25mm。
[0012]作為優(yōu)選，所述中空引磁餅與芯柱之間設(shè)有小氣隙，小氣隙厚度為1.5mm-2mm。
[0013]作為優(yōu)選，所述中空引磁餅上設(shè)有大氣隙，大氣隙的厚度為20mm-30mm。
[0014]本發(fā)明的工作原理:在導(dǎo)磁鐵餅邊沿化效應(yīng)的作用下，將芯柱面積中心部分磁通，引向磁阻低的芯柱邊沿，而邊沿由于中空引磁餅與鐵軛間磁阻很低，為此使得芯柱的大部分磁通通過中空引磁餅進(jìn)入鐵軛。當(dāng)芯柱的大量磁通引向中空引磁餅時(shí)由于中空引磁餅的有效面積有限，其達(dá)到一定磁通量時(shí)，中空引磁餅的磁密發(fā)生變化，磁阻也變大，此時(shí)芯柱中心區(qū)域的小量磁通也就在磁阻高處，在中空引磁餅中空處進(jìn)入鐵軛。
[0015]鐵軛兩側(cè)吸收的磁通量變大，而靠近鐵軛中孔區(qū)域磁通量自然變小，使得芯柱進(jìn)入鐵軛大部分磁通不必向兩側(cè)分流而是通過中空引磁餅進(jìn)入鐵軛，此時(shí)由于鐵軛中心50毫米處的磁阻較大，芯柱中空處的磁通被磁阻小的兩側(cè)鐵軛吸收，也就消除了磁力線穿透硅鋼片大面的情況發(fā)生，解決了磁通分流過程所引起該處激磁發(fā)熱情況發(fā)生，并消除交流電基波所帶來的振動(dòng)噪聲
[0016]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0017]I)解決了磁通分流過程所弓I起該處激磁發(fā)熱情況。
[0018]2)消除交流電基波所帶來的振動(dòng)噪聲。
[0019]3)傳統(tǒng)產(chǎn)品同等條件下總損耗下降25%，熱點(diǎn)溫升從150多K降到90K以內(nèi)。
[0020]4)中空引磁餅價(jià)格較低廉，制作成本上幾乎無任何增加，效果卻非常好，降低了產(chǎn)熱即可以減少產(chǎn)品的損耗度且減少能耗，所以可產(chǎn)生巨大效益，且安全、可靠、環(huán)保。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明鐵軛的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明芯柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6是圖5中A部的放大圖。
[0027]圖7是本發(fā)明中空引磁餅的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖8是本發(fā)明中空引磁餅的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖9是本發(fā)明芯柱的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖10是本發(fā)明中空引磁餅進(jìn)入硅鋼片大面磁通面積示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0032]如圖1、2、3所示，一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，包括鐵芯，鐵芯包括上鐵軛1、下鐵軛2、芯柱3及鐵芯裝配裝置，芯柱3設(shè)于上鐵軛I和下鐵軛2之間，且芯柱3外藏繞有線圈4，芯柱3由若干個(gè)導(dǎo)磁鐵餅5堆疊而成，每?jī)蓚€(gè)相鄰的導(dǎo)磁鐵餅5之間設(shè)有一個(gè)氣隙板6;所述芯柱3的上下兩端設(shè)有中空引磁餅7，所述鐵芯裝配包括壓板8、中心拉桿9和底座10，壓板8設(shè)于上鐵軛I上方，底座10設(shè)于下鐵軛2下方，所述中心拉桿9貫穿上鐵軛1、下鐵軛2和芯柱3中心預(yù)設(shè)的孔，所述中心拉桿9上端與壓板8固定，中心拉桿9下端與底座1固定。
[0033]如圖4所示，本發(fā)明的導(dǎo)磁鐵餅5和上鐵軛1、下鐵軛2由高導(dǎo)磁硅鋼片積疊成，為能讓中心拉桿9通過鐵軛，在積疊鐵軛時(shí)在每一芯柱相對(duì)應(yīng)位子，必須預(yù)留一足能讓中心拉桿9和絕緣管順利通過的方孔。
[0034]由于鐵輒是由尚導(dǎo)磁娃鋼片切斷積置而成，在鐵輒置厚的中心部位預(yù)留的二個(gè)孔間，孔間磁路不直通，而芯柱在圓柱體與鐵軛對(duì)應(yīng)的中心線位子，等效面積磁通量最大，這部分磁通進(jìn)入鐵軛時(shí)，磁力線必須穿過硅鋼片的片間，此時(shí)鐵軛中心孔兩側(cè)硅鋼片由于磁力線穿透過程產(chǎn)生渦流導(dǎo)致該區(qū)域的硅鋼片發(fā)熱，而發(fā)熱點(diǎn)在鐵軛1、2的中心位置，散熱條件差，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，該發(fā)熱點(diǎn)通過芯柱的熱傳導(dǎo)引起整體鐵軛1、2過熱現(xiàn)象，嚴(yán)重的高達(dá)200多攝氏度，為解決上述發(fā)熱問題，需要在磁通進(jìn)入鐵軛時(shí)，將磁通向鐵軛兩側(cè)分流。
[0035]針對(duì)上述問題，本發(fā)明采用了中空引磁餅，該中空引磁餅7可以將芯柱3的大部分磁通通過中空引磁餅7進(jìn)入鐵軛1、2，此時(shí)由于鐵軛1、2中心50毫米處的磁阻較大，芯柱3中空處的磁通被磁阻小的兩側(cè)鐵軛1、2吸收，從而使芯柱3無局部熱點(diǎn)發(fā)生，與傳統(tǒng)產(chǎn)品同等條件下總損耗下降25%，熱點(diǎn)溫升從150K降到90K以內(nèi)。即可解決磁通分流過程所引起該處激磁發(fā)熱情況發(fā)生，并消除交流電基波所帶來的振動(dòng)噪聲。由于中空引磁餅7價(jià)格較低廉，所以在制作成本上幾乎無任何增加，但降熱效果卻非常好，降低了產(chǎn)熱即可以減少產(chǎn)品的損耗度且減少能耗，所以可產(chǎn)生巨大效益，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便且安全、可靠、環(huán)保。
[0036]本發(fā)明上下鐵軛和導(dǎo)磁鐵餅5使用高導(dǎo)磁硅鋼片堆疊而成，是因?yàn)楦邔?dǎo)磁硅鋼片具有較大的電阻率和最大磁導(dǎo)率，可以降低矯頑力、鐵芯損耗(鐵損)和磁時(shí)效，之所以積疊而成是為了增大鐵芯中的電阻，減小鐵芯中的渦流。
[0037]如圖7至8所示，本發(fā)明中空引磁餅7的有效面積S占芯柱3底面面積的50%~55% ,其厚度為15mm-25mm。
[0038]中空引磁餅7與上下鐵軛間之間設(shè)有小氣隙11，小氣隙厚度為1.5mm。中空引磁餅7上設(shè)有大氣隙12，大氣隙的厚度為25mm，因而形成了芯柱3邊沿磁阻低，而中空部分磁阻較大的現(xiàn)象，如圖5、6所示。中空引磁餅7在導(dǎo)磁體邊沿化效應(yīng)的作用下，將芯柱3面積中心部分磁通，引向磁阻低的芯柱3邊沿，而邊沿由于中空引磁餅7與上下鐵軛1、2間磁阻很低，為此使得芯柱3的大部分磁通通過中空引磁餅7進(jìn)入上下鐵軛1、2。當(dāng)芯柱3的大量磁通引向中空引磁餅7時(shí)，由于中空引磁餅7的有效面積有限達(dá)到一定磁通量時(shí)，中空引磁餅7的磁密發(fā)生變化，磁阻也變大，此時(shí)芯柱3中心區(qū)域的小量磁通也就在磁阻高處，在中空引磁餅7中空處進(jìn)入上下鐵軛1、2。此時(shí)由于上下鐵軛1、2中心50毫米處的磁阻較大，芯柱3中空處的磁通被磁阻小的兩側(cè)上下鐵軛1、2吸收。
[0039]如圖9至10所示，由于鐵軛中心處的磁阻較大，芯柱3中空處的磁通被磁阻小的鐵軛兩側(cè)吸收，使芯柱3磁通進(jìn)入鐵軛時(shí)，鐵軛兩側(cè)吸收的磁通量變大，而靠近鐵軛中孔區(qū)域磁通量自然變小。使得芯柱進(jìn)入鐵軛大部分磁通不必向兩側(cè)分流，也就消除了磁力線穿透硅鋼片大面的情況發(fā)生，解決了磁通分流過程中所引起該處激磁發(fā)熱情況發(fā)生，并消除交流電基波所帶來的振動(dòng)噪聲。
[0040]本實(shí)施例芯柱3的數(shù)量為三個(gè)，其并排設(shè)置于上鐵軛I和下鐵軛2之間，所述中心拉桿9、壓板8、底座10和中空引磁餅7的數(shù)量與芯柱3的設(shè)置相匹配。鐵芯電抗器其磁通全部或大部分經(jīng)芯柱3鐵軛1、2磁路閉合，鐵芯式電抗器工作在芯柱2飽和狀態(tài)時(shí)，其電感值大大減少，利用這一特性制成一種節(jié)能帶激磁疏導(dǎo)鐵芯電抗器。
[0041]以上實(shí)施例，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證及測(cè)試，本發(fā)明技術(shù)生產(chǎn)鐵芯，套裝上傳統(tǒng)產(chǎn)品的線圈，由于鐵芯在本發(fā)明技術(shù)的作用下鐵芯無局部熱點(diǎn)發(fā)生，與傳統(tǒng)產(chǎn)品同等條件上總損耗下降25 %，熱點(diǎn)溫升從150多K降到90K以內(nèi)。如列單臺(tái)I OMvar產(chǎn)品制造成本50萬，按降低損耗計(jì)算，每小時(shí)降100度電，每天為2400度電，每年節(jié)電86萬度，而節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器就節(jié)能這一方面效果非常顯著。
[0042]以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，包括鐵芯以及鐵芯裝配裝置，所述鐵芯包括上鐵軛(1)、下鐵軛(2)以及外部纏繞有線圈(4)的芯柱(3)，芯柱(3)由多組氣隙板(6)和導(dǎo)磁鐵餅(5)相互間隔堆疊設(shè)置于上鐵軛(I)和下鐵軛(2)之間，其特征在于:所述芯柱(3)與上鐵軛(I)、下鐵軛(2)之間分別設(shè)有中空引磁餅(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述鐵芯裝配裝置包括底座(10)、設(shè)置于底座上的中心拉桿(9)以及壓板(8)，壓板(8)設(shè)于上鐵軛(I)上方，底座(10)設(shè)于下鐵軛(2)下方，所述中心拉桿(9)貫穿上鐵軛(1)、下鐵軛(2)和芯柱(3)中心預(yù)設(shè)的孔，所述中心拉桿(9)上端與壓板(8)固定，中心拉桿(9)下端與底座(10)固定。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述導(dǎo)磁鐵餅(5)由尚導(dǎo)磁娃鋼片積置成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述上鐵軛(I)和下鐵軛(2)由高導(dǎo)磁硅鋼片積疊成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述中空引磁餅(7)的有效面積占芯柱(3)底面面積的50%-55%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述中空引磁餅(7)的厚度為 15mm-25mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述中空引磁餅(7)與芯柱(3)之間設(shè)有小氣隙(11)，小氣隙厚度為1.5mm-2mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能激磁導(dǎo)流鐵芯電抗器，其特征在于:所述中空引磁餅(7)上設(shè)有大氣隙(12)，大氣隙(12)的厚度為20mm-30mm。
【文檔編號(hào)】H01F27/24GK105931813SQ201610518442
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】姜斌, 姜誠(chéng)淵, 崔漢國(guó)
【申請(qǐng)人】浙江科升電力設(shè)備有限公司