圆形非晶立体电抗器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及圆形非晶立体电抗器，属于电抗器技术领域。本实用新型解决了三个单相电感或者三相非晶电抗器存在的成本高、组装复杂、散热差和三相不平衡的问题。本实用新型包括磁芯和绕组，磁芯包括三个相同圆柱体组成的呈等边三角形排列的立体磁柱、两个相同圆饼组成的位于立体磁柱上下两侧的立体磁饼，立体磁柱和立体磁饼均由非晶带缠绕制成，绕组采用扁线绕于三个立体磁柱。本实用新型通过将结构改为立体结构，磁芯使用非晶带缠绕制作的立体磁柱和立体磁饼拼接，降低了加工成本且简化了组装工艺；通过采用扁线绕组最大限度增大散热面积，降低温升。
【专利说明】
圆形非晶立体电抗器
技术领域
[0001]本实用新型涉及圆形非晶立体电抗器，属于电抗器技术领域。
【背景技术】
[0002]随着开关频率的不断提高，以及产品体积的不断缩小，非晶材料的应用也越来越广泛。目前三相滤波领域多使用的是三个单相电感或者三相非晶电抗器。首先，采用三个单相电感的缺点是:(I)成本非常高；(2)安装组装复杂；(3)散热能力差。其次，采用三相非晶电抗器的缺点是:(I)磁芯加工复杂，成本较高；(2)由于中间相磁路短导致三相磁路不平衡；(3)工艺效率较低；(4)散热能力较差。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有三个单相电感或者三相非晶电抗器存在的上述缺陷，提出了一种圆形非晶立体电抗器，通过将结构改为立体结构，磁芯使用非晶带缠绕制作的立体磁柱和立体磁饼拼接，降低了加工成本且简化了组装工艺;通过采用扁线绕组最大限度增大散热面积，降低温升。
[0004]本实用新型是采用以下的技术方案实现的:一种圆形非晶立体电抗器，包括磁芯和绕组，磁芯包括三个相同圆柱体组成的呈等边三角形排列的立体磁柱、两个相同圆饼组成的位于立体磁柱上下两侧的立体磁饼，立体磁柱和立体磁饼均由非晶带缠绕制成，绕组采用扁线绕于三个立体磁柱。
[0005]进一步地，非晶带自内向外首尾相接缠绕制成叠环片。
[0006]进一步地，三个立体磁柱的磁路长度相同。
[0007]进一步地，磁路包括立体磁柱和立体磁饼的叠环片。
[0008]进一步地，三个立体磁柱的两端分别与上下两个立体磁饼固定连接。
[0009]进一步地，两个立体磁饼通过位于中心的立柱固定连接。
[0010]本实用新型的有益效果是:
[0011](I)本实用新型所述的圆形非晶立体电抗器，通过将结构改为立体结构，磁芯使用非晶带缠绕制作的立体磁柱和立体磁饼拼接，磁芯使用非晶圆饼拼接，不仅省去了磁芯加工过程中的整形和固化环节，而且磁芯的加工成本可以降低25%-30%;在同等设计基础上，可以使综合成本降低15%_20% ；
[0012](2)本实用新型所述的圆形非晶立体电抗器，采用立体式结构，将三相磁芯改成了三角形排列，传统三相平衡偏差问题得到解决，平衡度更高；
[0013](3)本实用新型所述的圆形非晶立体电抗器，通过采用立体式结构的磁芯和扁线绕组，最大限度增大散热面积，降低温升。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的立体结构示意图。
[0015]图2是本实用新型的俯视图。
[0016]图3是本实用新型的立体磁柱和立体磁饼的结构示意图。
[0017]图4是本实用新型的磁芯剖视图。
[0018]图中:I立体磁柱;2立体磁饼;3绕组;4非晶带。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0020]实施例一:
[0021]如图1所示，本实用新型所述的圆形非晶立体电抗器，包括磁芯和绕组3，磁芯包括三个相同圆柱体组成的呈等边三角形排列的立体磁柱1、两个相同圆饼组成的位于立体磁柱I上下两侧的立体磁饼2，立体磁柱I和立体磁饼2均由非晶带4缠绕制成，绕组3采用扁线绕于三个立体磁柱I。
[0022]如图4所示，非晶带4自内向外首尾相接缠绕制成叠环片;三个立体磁柱I的磁路长度相同，其上缠绕的绕组3的长度相同；磁路包括立体磁柱I和立体磁饼2的叠环片；三个立体磁柱I的两端分别与上下两个立体磁饼2固定连接;两个立体磁饼2通过位于中心的立柱固定连接。
[0023]实施例二:
[0024]本实用新型的重点之一在于:磁芯采用了非晶材料。首先，介绍一下非晶材料的优点。非晶材料具有光吸收系数高、基片材料限制小、性能易于扩展、制作工艺简单等优点。在目前的三相滤波领域，非晶材料的运用是一种趋势，越来越受到重视。磁芯如果采用了非晶材料，具有高饱和磁感、低损耗，可大大减轻设备重量、缩小体积、提高效率。
[0025]如图4所示，目前，虽然非晶材料运用于磁芯已经是现有技术，但是通过本实用新型的方法进行自内向外首尾相接缠绕制成叠环片，然后采用了立体结构的磁芯解决了三相平衡的问题，这不是本领域技术人员常用的解决方式，属于一种非常巧妙的实现方式。
[0026]实施例三:
[0027]本实用新型的重点之二在于:如何解决相位之间的平衡问题。现有技术采用的都是一种平面的结构，而采用了三相的设置本身就不可避免的有位于内部和位于外部的区另Ij。通常B相是位于A相和C相之间，当通电之后，A相和C相通过的电流就少于B相的电流，时间一长就容易导致B相的热量散不出去。这也就是本实用新型要解决的最重要的问题之一，就是相位之间的不平衡问题。由于现有技术存在着三相只能设置于平面的技术偏见，导致了本领域的技术发展一直停滞不前。或者本领域技术人员想到了可以采用立体式的结构，但是还存在其他的问题，导致没有人涉足该技术方案。本实用新型克服了其他技术人员的技术偏见，通过设置立体式的磁芯，通过上下为磁饼，中间为呈三角形布置的形状。之所以采用上述结构，是基于以下考虑。要实现三相之间的平衡，三相之间一定要实现位置一致不能出现内外的区别。而三者一旦要一致，也就是一模一样，只能采用空间立体结构。而采用了立体结构，相互之间是不连通的，只能通过一种结构实现三相的连接。那么问题来了，采用什么结构实现三相的连接呢?本实用新型考虑到三相采用了非晶结构，那么连接装置最好也采用上述结构，只有这样才是本实用新型最佳的实现方式。但是本实用新型仅仅说明磁饼采用非晶材料是最佳实施方式，并不意味着三相的立体磁柱I的连接一定要采用非晶材料，只要是能实现立体磁柱I的连接，都是本实用新型要保护的内容。本实用新型采用了圆饼状的立体磁饼2的概念，将上述的立体磁柱I进行连接。通过上述连接之后，实现了意想不到的好效果，那就是磁路的三相平衡度居然比传统的三相参数更为集中和稳定，而且优势非常明显。通过对比本实用新型与现有技术中的平面的三相设置之间的三相平衡度曲线表，本实施例采用的非晶带4缠绕的立体磁柱I和立体磁饼2构成的立体结构是目前解决三相平衡问题的最佳组合。只要是采用了上述原理制成的解决三相平衡问题的实现方式，都应该是本实用新型的保护范畴。
[0028]实施例四:
[0029]本实用新型的重点之三在于:如果解决传统电抗器的散热问题。为了解决上述问题，本领域的技术人员往往考虑从散热的角度，通过制冷的方式实现电抗器的降温。本实用新型则是从源头上解决了散热的问题。如图1-3所示，首先，立体结构角度比传统的平面结构接触到的空间面积大，假设消耗了相同的能量，那么接触到的空间越大，那么散热的速度越快，效果越明显。其次，本实用新型考虑到能量的来源来自与绕组3，那么除了磁芯本身是发热的来源之一之外，那么绕组3本身也是发热的来源。因此，这也就是本实用新型之所以采用扁线作为绕组3的形状之一的原因。众所周知，扁线相对于传统的圆线，其相互之间的接触面积更大，当能量流经扁线的过程中，能量的损失非常小，导致散热也少。因此，本实用新型从源头上的两点分别提出了解决散热问题的方式，通过测试，本实用新型的散热相对于传统方法温升降低3k_5k。采用上述原理解决电抗器散热问题的实施方式，都应该属于本实用新型的保护范围，不再一一赘述。
[0030]实施例五:
[0031]本实用新型之所以采用实施例三中的立体磁柱I和立体磁饼2的结构，除了实施例三讲到的原因之外，还有其他考虑，本实施例从另外的角度对于该设置进行充分的说明。众所周知，磁芯采用了非晶结构，其加工和固化过程往往带来的就是成本和时间的增加。现有的单一非晶结构就是最好的说明。而本实用新型采用了三个非晶磁柱，磁芯加工过程中的整形和固化环节就将呈几何级的难度增加。如何既能实现磁芯采用非晶立体磁柱I，又能实现成本的降低，这是本实用新型面临的又一个困难的课题。本实用新型非常巧妙地采用了三个立体磁柱I和两个立体磁饼2这五个部件的单独加工，然后三者进行组合的方式，以解决上述技术难题。立体磁柱I和立体磁饼2都是采用非晶带4自内向外首尾相接缠绕制成叠环片，而该技术已经是目前本领域技术人员公知的方式，技术比较成熟，较容易解决。而上述五个部件的拼接，只需要连接部件进行固定或者连接即可。为了更详细的说明上述五个部件的拼接，下面的实施例六进一步说明。
[0032]实施例六:
[0033]立体磁柱I和立体磁饼2的拼接采用的是连接部件。比较常见的，连接部件包括平垫片、上夹件、下夹件、上下颚、中柱、螺母和螺栓。首先，两个上下的立体磁饼2之间通过上夹件、下夹件、螺母、螺栓和中柱进行连接和固定。由于在拼接前，在立体磁饼2上预留了给中柱连接用的通孔，所以可以通过螺母、螺栓利用中柱使上下两个立体磁饼2连接成为一体。而上夹件、下夹件可以实现中柱的固定，使立体磁饼2的固定更加牢固。同样的，立体磁柱I通过弹簧垫片、平垫片等部件，实现了立体磁柱I牢牢固定于两个磁饼形成的立体空间内部。
[0034]实施例七:
[0035]本实施例通过一个具体的例子，更加生动的说明本实用新型的创新点。需要说明的是，下面的具体尺寸仅仅代表的本申请最佳实现效果之一，并不是对本实用新型的限定。
[0036]立体磁柱I直径:33mm
[0037]立体磁饼2直径:105mm
[0038]磁芯:非晶带4材
[0039]绕组3:26 圈
[0040]扁铜线:1.
[0041]上述实施例中，立体磁饼2直径采用了105mm，立体磁柱I直径采用了33mm。三个立体磁柱I呈等边三角形分别位于两个立体磁饼2之间。其中，上述五个部件都是采用磁芯，而且都是采用非晶带4材，非晶带4材之间是通过自内向外首尾相接缠绕制成。在三个立体磁柱I上通过绕制26圈扁铜线构成绕组3。其中采用了跟整体尺寸相匹配的1.尺寸的扁铜线。
[0042]当然，上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定对本实用新型的实施例范围。本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本实用新型的专利涵盖范围内。
【主权项】
1.一种圆形非晶立体电抗器，包括磁芯和绕组(3)，其特征在于:磁芯包括三个相同圆柱体组成的呈等边三角形排列的立体磁柱(I)、两个相同圆饼组成的位于立体磁柱(I)上下两侧的立体磁饼(2)，立体磁柱(I)和立体磁饼(2)均由非晶带(4)缠绕制成，绕组(3)采用扁线绕于三个立体磁柱(I)。2.根据权利要求1所述的圆形非晶立体电抗器，其特征在于:非晶带(4)自内向外首尾相接缠绕制成叠环片。3.根据权利要求2所述的圆形非晶立体电抗器，其特征在于:三个立体磁柱(I)的磁路长度相同。4.根据权利要求3所述的圆形非晶立体电抗器，其特征在于:磁路包括立体磁柱(I)和立体磁饼(2)的叠环片。5.根据权利要求1所述的圆形非晶立体电抗器，其特征在于:三个立体磁柱(I)以等边三角形排列，其两端分别与上下两个立体磁饼(2)固定连接。6.根据权利要求1所述的圆形非晶立体电抗器，其特征在于:两个立体磁饼(2)通过位于中心的立柱固定连接。
【文档编号】H01F27/28GK205645464SQ201620437560
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】刘龙国
【申请人】青岛云路新能源科技有限公司