一种低电磁性噪音的铁芯电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电抗器，具体是一种低电磁性噪音的铁芯电抗器。
【背景技术】
[0002]随着电力系统向高电压、大容量和远距离传输发展，在系统使用电抗器越来越多，已成为一种重要的电力设备。根据电抗器铁芯结构不同，可分为三大类:空心电抗器、带气隙的铁芯电抗器和铁芯电抗器。其中，带气隙的铁芯电抗器的磁路是一个带气隙的芯柱，芯柱外面套绕组。由于磁路中具有部分铁芯，导磁性能较好，所以电抗值比同体积的空心电抗器大。现有技术的消弧线圈、线路或母线的并联电抗器、大型电机降压启动用的电抗器、整流回路用的平波电抗器等，都采用这种结构。由于其结构比较特殊，实际运行中遇到问题很多，其中突出的一个就是电抗器的噪音较大。
[0003]经分析、试验，认为:带气隙的铁芯电抗器的噪音主要来源于机械震动、空气动力性震动和电磁性震动。其中，电磁性震动是铁芯的硅钢片在交变磁场的作用下，发生磁致伸缩，使得铁芯随励磁频率的变化做周期性振动，从而产生噪声。
[0004]《并联铁芯电抗器结构优化与噪音控制》(李琳等《华北电力学院学报》1995年1月第22卷第1期)提出了两个抑制噪音的方法:1)在工艺上严格控制铁芯饼和其间大理石块的轴向尺寸，装配时使各块之间压紧，避免紧固螺栓的压力只压到上下扼铁上，而铁芯饼受力小的情况。2)在受力最大的铁芯饼上加分磁环分磁环把铁芯饼端面分成两部分，一部分被分磁环包围，另一部分不被其包围。
[0005]公开号为CN202678038U的中国专利提供了一种箱式低噪音磁控电抗器，其控制噪音的方法是增加隔音层。
[0006]公开号为CN104377007A的中国专利提供了一种新工艺低噪音干式铁芯电抗器，其特点是:电抗器的铁芯与打孔的气隙板采用高剪切强度/高硬度双组份环氧胶粘剂(常温固化)粘接成整体结构。
[0007]另外，现有技术中还有通告增加弹性的方式降低震动的技术方案。
[0008]公开号为CN1783368A的中国专利提供了一种低噪音电抗器，该低噪音电抗器的芯体包括多个用漆浸渍的层叠钢板，其中，所述层叠钢板具有互相直接抵靠或经间隙垫片抵靠在一起并用粘结剂粘接固定在一起的相应抵靠面，其特征在于，粘着在各层叠钢板的所述抵靠面上的漆被除去，然后所述粘结剂填充在所述层叠钢板的抵靠面之间或各层叠钢板与所述间隙垫片之间并硬化。
[0009]上述文献作为现有技术，其全文在此引用。
【发明内容】
[0010]本发明提供一种低电磁性噪音的铁芯电抗器，其采用卷铁芯结构，且在卷钢带上沉积一层硅质，大大降低了电抗器的电磁性噪音。
[0011]本发明具体采用的技术方案是:
[0012]—种低电磁性噪音的铁芯电抗器，包括铁芯，所述铁芯包括由钢带卷绕成的环状结构，所述环状结构层间固定，在铁芯上设有一个或多个气隙，其特征是，所述钢带厚度为0.3-0.5mm,在钢带内层沉积有软磁层，软磁层沉积厚度为0.02?0.03mm,软磁层中含有硅，沉积量按照铁和硅重量比为100:5?7 ;在硅层上涂敷绝缘层，所述绝缘层厚度为250 ?300 μ mD
[0013]本发明软磁层材质为硅、钕、镍按照重量比90:1?10:3?4的混合物。经实验，本发明涂敷软磁层后，其导磁性好，大大降低磁致伸缩以及漏磁现象，避免漏磁场与绕组电流相互作用而产生的轴向电动力。
[0014]软磁层沉积方法采用电子束物理气相沉积工艺(EB - PVD)。
[0015]经申请人实验，绝缘层厚度低于250 μm，特别是小于200 μπι时，降噪效果不明显。现有技术中，绝缘层厚度一般小于200 μπι的原因时太厚的绝缘层会影响铁芯散热。为解决这一问题，本发明中的绝缘层材质为绝缘树脂与玻璃短纤维混合物，其中，玻璃短纤维占比为20?40wt %，最大长度为1mm。
[0016]本发明环状结构优选采用铆接或捆扎方式进行层间固定，其中，采用捆扎方式固定时，层间设有弹性垫层，所述弹性垫层过盈量为2?3mm。
[0017]所述气隙数量为一个或多个，气隙设置在卷绕垂直方向上，气隙的大小、数量由电感值设计决定，可以按照现有技术的公式计算，气隙可以在两个芯柱上均匀或不均匀排列。气隙采用现有技术的材料，例如绝缘的环氧材料。
[0018]与现有技术相比，本发明的优点是:
[0019]1)经申请人测定，现有技术中，仅采用钢带卷绕的铁芯，其轴向电动力最高可达10000?20000N，本发明中，钢带涂敷软磁层材质后，钢带中的铁与软磁性材质硅、钕、镍配合，大大提高了钢带整体的导磁性，大大降低磁致伸缩以及漏磁现象，避免漏磁场与绕组电流相互作用而产生的轴向电动力，经测定本发明轴向电动力最高仅为500N。
[0020]2)本发明的绝缘层厚度大于现有技术，能防治因钢带撞击产生的噪音，且绝缘层中的玻璃纤维有效提高了绝缘层导热系数，散热性能好，不会影响铁芯散热。
【具体实施方式】
[0021]实施例
[0022]选择厚度为0.3-0.5mm的钢带，采用电子束物理气相沉积工艺在钢带上沉积软磁层，沉积厚度为0.02?0.03mm，沉积量按照铁和硅重量比为100:5?7进行，软磁层材质为硅、钕、镍按照重量比90:1?10:3?4的混合物。
[0023]沉积完毕，在软磁层涂敷绝缘层，厚度为250?300 μ m，采用喷涂的方式进行。
[0024]然后将钢带卷绕成的环状结构，所述环状结构层间固定，在铁芯上设有一个或多个气隙，即制得铁芯。
[0025]电抗器其他部件采用现有技术。
【主权项】
1.一种低电磁性噪音的铁芯电抗器，包括铁芯，所述铁芯包括由钢带卷绕成的环状结构，所述环状结构层间固定，在铁芯上设有一个或多个气隙，其特征是，所述钢带厚度为0.3-0.5mm,在钢带内层沉积有软磁层，软磁层沉积厚度为0.02?0.03mm,软磁层中含有硅，沉积量按照铁和硅重量比为100:5?7 ;在硅层上涂敷绝缘层，所述绝缘层厚度为250 ?300 μ mD2.根据权利要求1所述的低电磁性噪音的铁芯电抗器，其特征是，所述软磁层材质为硅、钕、镍按照重量比90:1?10:3?4的混合物。3.根据权利要求1所述的低电磁性噪音的铁芯电抗器，其特征是，所述绝缘层材质为绝缘树脂与玻璃短纤维混合物，其中，玻璃短纤维占比为20?40wt%，最大长度为1mm。4.根据权利要求1所述的低电磁性噪音的铁芯电抗器，其特征是，所述气隙数量为一个或多个，气隙设置在卷绕垂直方向上。
【专利摘要】本发明涉及一种电抗器，具体是一种低电磁性噪音的铁芯电抗器，包括铁芯，所述铁芯包括由钢带卷绕成的环状结构，所述环状结构层间固定，在铁芯上设有一个或多个气隙，其特征是，所述钢带厚度为0.3-0.5mm，在钢带内层沉积有软磁层，软磁层沉积厚度为0.02～0.03mm，软磁层中含有硅，沉积量按照铁和硅重量比为100:5～7；在硅层上涂敷绝缘层，所述绝缘层厚度为250～300μm。本发明采用卷铁芯结构，且在卷钢带上沉积软磁性层和绝缘层，大大降低了电抗器的电磁性噪音。
【IPC分类】H01F27/25, H01F1/147, H01F3/14
【公开号】CN105355385
【申请号】CN201510833354
【发明人】丁强, 张雅娣, 仲宁, 王玉琳, 孙波, 刘小磊, 边灿香, 王辉, 周刚, 张晓庆, 伊纪昌, 孙红艳, 王强, 张海强, 卞瑞萍, 李鑫, 谭浩玫, 蔡晓青, 王平, 赵丹丹, 王礼军, 曹瑜, 郑爱梅, 翟蕾, 商同毅, 马新永
【申请人】国网山东省电力公司淄博供电公司, 淄博起飞电气设备有限公司, 丁强
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月25日