一种节能激磁导流铁芯电抗器的制造方法
【专利摘要】一种节能激磁导流铁芯电抗器，包括铁芯以及铁芯装配装置，所述铁芯包括上铁轭、下铁轭以及外藏绕有线圈的芯柱，芯柱由多组气隙板和导磁铁饼相互间隔堆叠设置于上铁轭和下铁轭之间，所述芯柱与上铁轭、下铁轭之间分别设有中空引磁饼；所述铁芯装配装置包括底座、设置于底座上的中心拉杆以及压板，压板设于上铁轭上方，底座设于下铁轭下方，所述中心拉杆贯穿上铁轭、下铁轭和芯柱中心预设的孔，所述中心拉杆上端与压板固定，中心拉杆下端与底座固定。有益效果：1)解决了磁通分流过程所引起该处激磁发热情况。2)消除交流电基波所带来的振动噪声。3)传统产品同等条件下总损耗下降25％，热点温升从150多K降到90K以内。
【专利说明】
一种节能激磁导流铁芯电抗器
技术领域
[0001]本发明涉及一种铁芯电抗器，具体涉及一种节能激磁导流铁芯电抗器，属于电力设备领域。
【背景技术】
[0002]目前铁芯电抗器其磁通全部或大部分经芯柱铁轭磁路闭合，铁芯式电抗器工作在铁芯饱和状态时，其电感值大大减少，利用这一特性制成的电抗器叫饱和式电抗器。铁芯电抗器在工作时会产生热量，而发热点又在铁轭的中心位置，散热条件差，在长时间运行，该发热点温度通过硅钢片的热传导引起整体铁轭过热现象，严重的高达200多摄氏度。原因是由于圆柱体芯柱与铁轭中心线对应处有大量的磁通进入轶轭时，碰到铁轭中孔位置会导致磁路不通，而需向两侧分流。
[0003]传统解决方法有以下几种:①增加风冷装置，提高散热效果;②做成油浸式的，使该区域的热量用冷油带走散热来降低该区域的温度;③用环氧板遮挡，让用户无法测到。以上方法均无法消除局部发热现象，均是治标不治本的方法，无法降低电能损耗，对产品的危害性极大，严重影响产品的安全可靠运行，根本谈不上经济环保。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，针对现有铁芯电感器的缺点，而提供一种节能激磁导流铁芯电抗器，这种铁芯电抗器能解决磁通分流过程所引起该处激磁发热情况发生，并消除交流电基波所带来的振动噪声的，且设计简便，效益巨大，安全、可靠、环保。
[0005]为克服现有技术存在的不足，本发明提供的技术方案是:
[0006]—种节能激磁导流铁芯电抗器，包括铁芯以及铁芯装配装置，所述铁芯包括上铁轭、下铁轭以及外藏绕有线圈的芯柱，芯柱由多组气隙板和导磁铁饼相互间隔堆叠设置于上铁轭和下铁轭之间，所述芯柱与上铁轭、下铁轭之间分别设有中空引磁饼。
[0007]所述铁芯装配装置包括底座、设置于底座上的中心拉杆以及压板，压板设于上铁轭上方，底座设于下铁轭下方，所述中心拉杆贯穿上铁轭、下铁轭和芯柱中心预设的孔，所述中心拉杆上端与压板固定，中心拉杆下端与底座固定。
[0008]作为优选，所述导磁铁饼由高导磁硅钢片积叠成。
[0009]作为优选，所述上铁轭和下铁轭由高导磁硅钢片积叠成。
[0010]作为优选，所述中空引磁饼的有效面积占芯柱底面面积的50%-55%。
[0011 ]作为优选，所述中空引磁饼的厚度为15mm-25mm。
[0012]作为优选，所述中空引磁饼与芯柱之间设有小气隙，小气隙厚度为1.5mm-2mm。
[0013]作为优选，所述中空引磁饼上设有大气隙，大气隙的厚度为20mm-30mm。
[0014]本发明的工作原理:在导磁铁饼边沿化效应的作用下，将芯柱面积中心部分磁通，引向磁阻低的芯柱边沿，而边沿由于中空引磁饼与铁轭间磁阻很低，为此使得芯柱的大部分磁通通过中空引磁饼进入铁轭。当芯柱的大量磁通引向中空引磁饼时由于中空引磁饼的有效面积有限，其达到一定磁通量时，中空引磁饼的磁密发生变化，磁阻也变大，此时芯柱中心区域的小量磁通也就在磁阻高处，在中空引磁饼中空处进入铁轭。
[0015]铁轭两侧吸收的磁通量变大，而靠近铁轭中孔区域磁通量自然变小，使得芯柱进入铁轭大部分磁通不必向两侧分流而是通过中空引磁饼进入铁轭，此时由于铁轭中心50毫米处的磁阻较大，芯柱中空处的磁通被磁阻小的两侧铁轭吸收，也就消除了磁力线穿透硅钢片大面的情况发生，解决了磁通分流过程所引起该处激磁发热情况发生，并消除交流电基波所带来的振动噪声
[0016]本发明相对于现有技术，具有如下优点和效果:
[0017]I)解决了磁通分流过程所弓I起该处激磁发热情况。
[0018]2)消除交流电基波所带来的振动噪声。
[0019]3)传统产品同等条件下总损耗下降25%，热点温升从150多K降到90K以内。
[0020]4)中空引磁饼价格较低廉，制作成本上几乎无任何增加，效果却非常好，降低了产热即可以减少产品的损耗度且减少能耗，所以可产生巨大效益，且安全、可靠、环保。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的主视结构示意图。
[0022]图2是本发明的俯视结构示意图。
[0023]图3是本发明铁芯的结构示意图。
[0024]图4是本发明铁轭的结构示意图。
[0025]图5是本发明芯柱的结构示意图。
[0026]图6是图5中A部的放大图。
[0027]图7是本发明中空引磁饼的俯视结构示意图。
[0028]图8是本发明中空引磁饼的主视结构示意图。
[0029]图9是本发明芯柱的局部结构示意图。
[0030]图10是本发明中空引磁饼进入硅钢片大面磁通面积示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
[0032]如图1、2、3所示，一种节能激磁导流铁芯电抗器，包括铁芯，铁芯包括上铁轭1、下铁轭2、芯柱3及铁芯装配装置，芯柱3设于上铁轭I和下铁轭2之间，且芯柱3外藏绕有线圈4，芯柱3由若干个导磁铁饼5堆叠而成，每两个相邻的导磁铁饼5之间设有一个气隙板6;所述芯柱3的上下两端设有中空引磁饼7，所述铁芯装配包括压板8、中心拉杆9和底座10，压板8设于上铁轭I上方，底座10设于下铁轭2下方，所述中心拉杆9贯穿上铁轭1、下铁轭2和芯柱3中心预设的孔，所述中心拉杆9上端与压板8固定，中心拉杆9下端与底座1固定。
[0033]如图4所示，本发明的导磁铁饼5和上铁轭1、下铁轭2由高导磁硅钢片积叠成，为能让中心拉杆9通过铁轭，在积叠铁轭时在每一芯柱相对应位子，必须预留一足能让中心拉杆9和绝缘管顺利通过的方孔。
[0034]由于铁辄是由尚导磁娃钢片切断积置而成，在铁辄置厚的中心部位预留的二个孔间，孔间磁路不直通，而芯柱在圆柱体与铁轭对应的中心线位子，等效面积磁通量最大，这部分磁通进入铁轭时，磁力线必须穿过硅钢片的片间，此时铁轭中心孔两侧硅钢片由于磁力线穿透过程产生涡流导致该区域的硅钢片发热，而发热点在铁轭1、2的中心位置，散热条件差，在长时间运行后，该发热点通过芯柱的热传导引起整体铁轭1、2过热现象，严重的高达200多摄氏度，为解决上述发热问题，需要在磁通进入铁轭时，将磁通向铁轭两侧分流。
[0035]针对上述问题，本发明采用了中空引磁饼，该中空引磁饼7可以将芯柱3的大部分磁通通过中空引磁饼7进入铁轭1、2，此时由于铁轭1、2中心50毫米处的磁阻较大，芯柱3中空处的磁通被磁阻小的两侧铁轭1、2吸收，从而使芯柱3无局部热点发生，与传统产品同等条件下总损耗下降25%，热点温升从150K降到90K以内。即可解决磁通分流过程所引起该处激磁发热情况发生，并消除交流电基波所带来的振动噪声。由于中空引磁饼7价格较低廉，所以在制作成本上几乎无任何增加，但降热效果却非常好，降低了产热即可以减少产品的损耗度且减少能耗，所以可产生巨大效益，设计简便且安全、可靠、环保。
[0036]本发明上下铁轭和导磁铁饼5使用高导磁硅钢片堆叠而成，是因为高导磁硅钢片具有较大的电阻率和最大磁导率，可以降低矫顽力、铁芯损耗(铁损)和磁时效，之所以积叠而成是为了增大铁芯中的电阻，减小铁芯中的涡流。
[0037]如图7至8所示，本发明中空引磁饼7的有效面积S占芯柱3底面面积的50%~55% ,其厚度为15mm-25mm。
[0038]中空引磁饼7与上下铁轭间之间设有小气隙11，小气隙厚度为1.5mm。中空引磁饼7上设有大气隙12，大气隙的厚度为25mm，因而形成了芯柱3边沿磁阻低，而中空部分磁阻较大的现象，如图5、6所示。中空引磁饼7在导磁体边沿化效应的作用下，将芯柱3面积中心部分磁通，引向磁阻低的芯柱3边沿，而边沿由于中空引磁饼7与上下铁轭1、2间磁阻很低，为此使得芯柱3的大部分磁通通过中空引磁饼7进入上下铁轭1、2。当芯柱3的大量磁通引向中空引磁饼7时，由于中空引磁饼7的有效面积有限达到一定磁通量时，中空引磁饼7的磁密发生变化，磁阻也变大，此时芯柱3中心区域的小量磁通也就在磁阻高处，在中空引磁饼7中空处进入上下铁轭1、2。此时由于上下铁轭1、2中心50毫米处的磁阻较大，芯柱3中空处的磁通被磁阻小的两侧上下铁轭1、2吸收。
[0039]如图9至10所示，由于铁轭中心处的磁阻较大，芯柱3中空处的磁通被磁阻小的铁轭两侧吸收，使芯柱3磁通进入铁轭时，铁轭两侧吸收的磁通量变大，而靠近铁轭中孔区域磁通量自然变小。使得芯柱进入铁轭大部分磁通不必向两侧分流，也就消除了磁力线穿透硅钢片大面的情况发生，解决了磁通分流过程中所引起该处激磁发热情况发生，并消除交流电基波所带来的振动噪声。
[0040]本实施例芯柱3的数量为三个，其并排设置于上铁轭I和下铁轭2之间，所述中心拉杆9、压板8、底座10和中空引磁饼7的数量与芯柱3的设置相匹配。铁芯电抗器其磁通全部或大部分经芯柱3铁轭1、2磁路闭合，铁芯式电抗器工作在芯柱2饱和状态时，其电感值大大减少，利用这一特性制成一种节能带激磁疏导铁芯电抗器。
[0041]以上实施例，经过反复验证及测试，本发明技术生产铁芯，套装上传统产品的线圈，由于铁芯在本发明技术的作用下铁芯无局部热点发生，与传统产品同等条件上总损耗下降25 %，热点温升从150多K降到90K以内。如列单台I OMvar产品制造成本50万，按降低损耗计算，每小时降100度电，每天为2400度电，每年节电86万度，而节能激磁导流铁芯电抗器就节能这一方面效果非常显著。
[0042]以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种节能激磁导流铁芯电抗器，包括铁芯以及铁芯装配装置，所述铁芯包括上铁轭(1)、下铁轭(2)以及外部缠绕有线圈(4)的芯柱(3)，芯柱(3)由多组气隙板(6)和导磁铁饼(5)相互间隔堆叠设置于上铁轭(I)和下铁轭(2)之间，其特征在于:所述芯柱(3)与上铁轭(I)、下铁轭(2)之间分别设有中空引磁饼(7)。2.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述铁芯装配装置包括底座(10)、设置于底座上的中心拉杆(9)以及压板(8)，压板(8)设于上铁轭(I)上方，底座(10)设于下铁轭(2)下方，所述中心拉杆(9)贯穿上铁轭(1)、下铁轭(2)和芯柱(3)中心预设的孔，所述中心拉杆(9)上端与压板(8)固定，中心拉杆(9)下端与底座(10)固定。3.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述导磁铁饼(5)由尚导磁娃钢片积置成。4.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述上铁轭(I)和下铁轭(2)由高导磁硅钢片积叠成。5.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述中空引磁饼(7)的有效面积占芯柱(3)底面面积的50%-55%。6.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述中空引磁饼(7)的厚度为 15mm-25mm。7.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述中空引磁饼(7)与芯柱(3)之间设有小气隙(11)，小气隙厚度为1.5mm-2mm。8.根据权利要求1所述的一种节能激磁导流铁芯电抗器，其特征在于:所述中空引磁饼(7)上设有大气隙(12)，大气隙(12)的厚度为20mm-30mm。
【文档编号】H01F27/24GK105931813SQ201610518442
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】姜斌, 姜诚渊, 崔汉国
【申请人】浙江科升电力设备有限公司