一种机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电工技术领域，主要涉及一种机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构。
【背景技术】
[0002]可调电抗器作为电抗器的一个重要分支，是指在工作过程中可以根据实际需要改变电感值的电抗器。可调电抗器按调节方式可分为传统机械式可调电抗器、磁控电抗器(MCR)、晶闸管控制电抗器(TCR)、PWM控制电抗器和超导可控电抗等。
[0003]中国专利申请2014101970448公开了一种机械旋转式可调电抗器，该可调电抗器，针对常规机械式可调电抗器在噪声、振动、调节精度、线性度和调节实时性等性能指标难以兼顾的问题，依据具备各向异性的铁磁材料在不同磁场方向下的不同的磁阻特性，利用改变旋转铁芯与磁场角度的方法实现电抗值的连续调节。具体而言，该可调电抗器包括电抗器本体、超越离合器、外部驱动电机及其控制器，电抗器本体包括变压器和旋转铁芯，变压器和旋转铁芯均采用各向异性铁磁材料制作，旋转铁芯呈圆柱体并从变压器铁芯的铁扼中穿过、两端则利用法兰固定并通过超越离合器与外部驱动电机相连，外部驱动电机用于在其控制器的控制下驱动旋转铁芯在变压器铁心中旋转，旋转时旋转铁芯与铁轭之间的气隙大小保持不变。由于采用了各向异性铁磁材料的变压器结构研制可调电抗器，并在其中间安置旋转铁芯，因此该技术方案可以利用改变旋转铁芯相对主磁场角度的方法实现电抗值的连续调节，其设计设备结构简单，易于工程化，可兼顾调节性能、实时性以及噪声、振动相关机械指标。
[0004]但是，由于该可调电抗器上铁轭主磁通径向穿过旋转铁芯，因此随着铁芯旋转角度增加，电抗器的损耗和振动噪音逐渐变大。而且，目前电抗器铁轭上部或下部一般均通过上、下夹件连为一体，但这种结构并不利于机械式可调电抗器旋转铁芯的散热降损。因此，迫切需要一种低损耗，小噪音的适用于上述机械旋转式可调电抗器的结构。同时，在旋转铁芯和变压器铁心加工中，对卷铁芯进行线切割可获得上述结构，但这种加工方式成本较高，难以适用于对成本控制较为严格的电抗器生产，也迫切需要一种成本可控，磁特性优良的加工方法。
【发明内容】
[0005]本实用新型目的是:针对上述机械旋转式可调电抗器的结构在降损建噪方面以及现有铁芯加工方法成本较高的缺陷，提出一种机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构，使得铁轭局部温度不高，旋转铁芯产生的噪音小，从而满足降损减噪的要求，且结构简单，加工方便，成本可控。
[0006]具体地说，本实用新型所采取的技术方案是:一种机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构，所述机械旋转式可调电抗器包括电抗器本体、超越离合器、外部驱动电机及其控制器，所述电抗器本体包括变压器和旋转铁芯，旋转铁芯呈圆柱体并在变压器铁心的铁扼上部或下部的中间沿上下方向穿过，旋转铁芯两端则利用法兰固定并通过超越离合器与外部驱动电机相连，外部驱动电机用于在其控制器的控制下驱动旋转铁芯在变压器铁心中旋转，旋转时旋转铁芯与铁轭之间的气隙大小保持不变，所述旋转铁芯由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成圆柱型旋转铁芯，内嵌有气隙，圆柱型的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的圆柱体;所述变压器铁心由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成铁轭，并在铁轭上部或下部中间形成包纳旋转铁芯的双C型铁轭，双C型铁轭的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的双C型铁轭，双C型铁轭的边缘与旋转铁芯交界处的上下边界无锐角，双C型铁轭两侧通过固定拉板相连接，固定拉板为板状或网状且材料不导磁，固定拉板朝向旋转铁芯的侧面表面粘置有吸声材料。
[0007]为满足工业现场的苛刻温度条件，所述导磁胶的温度使用条件为-55°?250°，这样基于导磁胶而成的旋转铁芯及变压器铁心应具有良好的抗压等电气及物理特性，具有较高的稳定性和电磁性能，抗潮湿、大气老化和抗氧化能力佳。
[0008]本实用新型的有益效果如下:本实用新型对现有机械旋转式可调电抗器的结构进行了改造，利用阶梯式叠加形成旋转铁芯及双C型铁轭，在阶梯处通过导磁胶进行填补，实现光滑完整的可调电抗器本体，由于铁轭与旋转铁芯交界处的上下边界不会再有锐角出现，能够优化磁通路径，并大幅减小铁轭与旋转铁芯交界处的发热，使得铁轭局部温度不高，而且在固定拉板的内侧(旋转铁芯侧)的表面粘置有吸声材料，能够降低旋转铁芯产生的噪音，从而满足降损减噪的要求。基于导磁胶制造而成可调电抗器部件，导磁性能好、粘接强度高、硬度较好，确保满足工业现场的苛刻应用环境，适用于要求性能高的磁介质元件、硅钢等铁磁材料的粘接，且结构简单，加工方便，成本可控。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型实施例1的结构图。
[0010]图2为常规机械旋转式可调电抗器铁轭上部俯看结构示意图(0°位置)。
[0011]图3为本实用新型实施例1铁轭上部俯看结构示意图(90°位置)。
[0012]其中，以上图中，I为旋转铁芯，12为紧固螺丝，13为内嵌气隙，20为变压器铁心，21为上夹件，22为下夹件，23、24为线圈绕组，25为固定拉板，26为双C型铁轭，27为双C型铁轭的边缘。
【具体实施方式】
[0013]下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步详细描述。
[0014]实施例1:
[0015]本实用新型的一个实施例，基于中国专利申请2014101970448公开的一种机械旋转式可调电抗器。该电抗器包括电抗器本体、超越离合器、外部驱动电机及其控制器，所述电抗器本体包括变压器和旋转铁芯，旋转铁芯呈圆柱体并在变压器铁心的铁扼上部或下部的中间沿上下方向穿过，旋转铁芯两端则利用法兰固定并通过超越离合器与外部驱动电机相连，外部驱动电机用于在其控制器的控制下驱动旋转铁芯在变压器铁心中旋转，旋转时旋转铁芯与铁轭之间的气隙大小保持不变。
[0016]电抗器本体和旋转铁芯的结构如图1所示。图1中变压器铁心20通过上夹件21和下夹件22连为一体，在变压器铁心20绕有线圈绕组23和24。该实施例中旋转铁芯I从变压器铁心20的铁扼上部的中间沿上下方向穿过。也可以从铁扼下部的中间沿上下方向穿过。
[0017]如图3所示，从变压器铁心20的铁轭上部俯看，此时旋转铁芯I已旋转到90°位置。旋转铁芯I由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成圆柱型旋转芯，内嵌有气隙13，圆柱型的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的圆柱体，通过紧固螺丝12与法兰(图中未画出)固定。
[0018]如图3所示，变压器铁心20亦由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成铁轭，并在铁轭上部或下部中间形成包纳旋转铁芯的双C型铁轭26。双C型铁轭26的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的双C型铁轭26。
[0019]如图1所示，双C型铁轭26两侧通过固定拉板25相连接，固定拉板25为板状或网状且材料不导磁。固定拉板25朝向旋转铁芯的侧面表面粘置有吸声材料，能够降低旋转铁芯产生的噪音。
[0020]如图3所示，由于利用阶梯式叠加形成旋转铁芯I及双C型铁轭26，在阶梯处通过导磁胶进行填补，实现光滑完整的可调电抗器本体，双C型铁轭的边缘27与旋转铁芯I交界处的上下边界不会再有锐角出现，能够优化磁通路径，并大幅减小铁轭与旋转铁芯交界处的发热，使得铁轭局部温度不高。而常规的机械旋转式可调电抗器从铁轭上部俯看结构示意，如图2所示，其中旋转铁芯I在0°位置，其双C型铁轭的边缘27与旋转铁芯I交界处的上下边界呈锐角状态，不利于散热。
[0021]为满足工业现场的苛刻温度条件，所述导磁胶的温度使用条件为-55°?250°，这样基于导磁胶而成的旋转铁芯及变压器铁心应具有良好的抗压等电气及物理特性，具有较高的稳定性和电磁性能，抗潮湿、大气老化和抗氧化能力佳。基于导磁胶制造而成可调电抗器部件，导磁性能好、粘接强度高、硬度较好，确保满足工业现场的苛刻应用环境，适用于要求性能高的磁介质元件、硅钢等铁磁材料的粘接，且结构简单，加工方便，成本可控。
[0022]虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。
【主权项】
1.一种机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构，所述机械旋转式可调电抗器包括电抗器本体、超越离合器、外部驱动电机及其控制器，所述电抗器本体包括变压器和旋转铁芯，旋转铁芯呈圆柱体并在变压器铁心的铁扼上部或下部的中间沿上下方向穿过，旋转铁芯两端则利用法兰固定并通过超越离合器与外部驱动电机相连，外部驱动电机用于在其控制器的控制下驱动旋转铁芯在变压器铁心中旋转，旋转时旋转铁芯与铁轭之间的气隙大小保持不变，其特征在于: 所述旋转铁芯由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成圆柱型旋转铁芯，内嵌有气隙，圆柱型的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的圆柱体； 所述变压器铁心由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成铁轭，并在铁轭上部或下部中间形成包纳旋转铁芯的双C型铁轭，双C型铁轭的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的双C型铁轭，双C型铁轭的边缘与旋转铁芯交界处的上下边界无锐角;双C型铁轭两侧通过固定拉板相连接，固定拉板为板状或网状且材料不导磁，固定拉板朝向旋转铁芯的侧面表面粘置有吸声材料。2.根据权利要求1所述的机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构，其特征在于:所述导磁胶的温度使用条件为-55°?250°。
【专利摘要】本实用新型公开了一种机械旋转式可调电抗器的降损减噪结构，属于电工技术领域。本实用新型的旋转铁芯由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成圆柱型旋转铁心，内嵌有气隙，圆柱型的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的圆柱体，其变压器铁心由各向异性铁磁材料叠加而成，利用阶梯式叠加方法构成铁轭，并在铁轭上部或下部中间形成包纳旋转铁芯的双C型铁轭，双C型铁轭的阶梯处利用导磁胶填补，形成光滑完整的双C型铁轭，双C型铁轭两侧通过固定拉板相连接，固定拉板为板状或网状且材料不导磁，固定拉板朝向旋转铁芯的侧面表面粘置有吸声材料。本实用新型结构简单紧凑，可有效实现机械式可调电抗器降损减噪的要求。
【IPC分类】H01F29/10, H02P13/10, H01F27/24, H01F27/33
【公开号】CN205376281
【申请号】CN201521012265
【发明人】吴维宁, 侯凯, 隗华荣, 武迪, 蒋应伟, 刘建平, 邹剑
【申请人】国家电网公司, 南京南瑞集团公司, 国网电力科学研究院
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月9日