铁芯、铁芯组、铁芯式电抗器及中频电源设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种铁芯、铁芯组、铁芯式电抗器及中频电源设备，其中，该铁芯包括有：若干矩形的第一硅钢片和一包覆膜，该些第一硅钢片围绕一中心轴成放射状的等距、均匀设置，该包覆膜围绕该中心轴包覆该些第一硅钢片，该铁芯垂直于该中心轴的横截面的面积与一圆形的面积之比大于95％，该圆的半径等于任一第一硅钢片远离该中心轴的一侧到该中心轴的距离。本实用新型的铁芯通过将若干第一硅钢片以放射状排列的结构大大提高了导磁率、减小了磁损耗、降低了发热量；铁芯组由通过将所述铁芯组合实现了减少工作噪音、易于启动的目的；铁芯式电抗器及中频电源设备因具备了所述铁芯或铁芯组而使得性能得到了优化。
【专利说明】铁芯、铁芯组、铁芯式电抗器及中频电源设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种铁芯、铁芯组、铁芯式电抗器及中频电源设备。
【背景技术】
[0002]无芯中频感应炉常使用铁芯式电抗器，而铁芯在铁芯式电抗器中起了至关重要的作用，铁芯导磁能力的大小直接影响了整个铁芯式电抗器。现有的铁芯结构如图1和图2所示，该铁芯I是由若干矩形的硅钢片11叠加压制而成的一个整体，该些硅钢片11中位于中间位置的硅钢片的宽度最大，位于两边的硅钢片11的宽度依次减小，使得该铁芯I的外轮廓类似于一圆柱形，该铁芯I的两端分别设有一绝缘垫板12。在实际使用中发现上述结构的铁芯的导磁率低，漏磁较大，磁损耗较大，容易发生磁饱和现象，以致发热损坏，即使想要通过增加硅钢片用料的方式增加其导磁截面，也不能有效地提高该铁芯的导磁能力。同时安装有该铁芯的铁芯式电抗器在工作中声音很大，造成噪音污染。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中铁芯导磁率低、漏磁较大、磁损耗较大、容易发生磁饱和的缺陷，提供一种导磁率高、磁损耗小的铁芯、铁芯组、铁芯式电抗器及中频电源设备。
[0004]本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题:
[0005]—种铁芯，其特点是，包括有:若干矩形的第一娃钢片和一包覆膜，该些第一娃钢片围绕一中心轴成放射状的等距、均匀设置，形成一个类似圆柱体的结构，该包覆膜围绕该中心轴包覆该些第一硅钢片，以将该些硅钢片包裹成一个整体，并且该铁芯垂直于该中心轴的横截面的面积与一圆形的面积之比大于95%，该圆形的半径等于任一第一硅钢片远离该中心轴的一侧到该中心轴的距离。本实用新型通过上述结构使得铁芯的导磁截面变大，单位截面导磁密度降低，从而提高了导磁率、减小了磁损耗、降低了发热量。
[0006]较佳的，该些第一硅钢片的沿该中心轴的径向的相同侧的面上分别设有一矩形的第二硅钢片，也就是可参考图4中示出的铁芯的所有第一硅钢片垂直于纸面的两个侧面中顺时针方向或逆时针方向的一个面上设有第二硅钢片，该第二硅钢片的面积小于所述第一硅钢片的面积。通过上述结构，减小了相邻两个第一硅钢片之间的气隙，进一步达到了提高导磁率、减小磁损耗的目的。
[0007]较佳的，每个所述第二硅钢片分别由若干个硅钢片叠加而成，进一步减小了相邻两个第一硅钢片之间的气隙，提高了导磁率。
[0008]较佳的，每个所述第二硅钢片中所述硅钢片的数目为五个。
[0009]本实用新型还提供一种铁芯组，其特点是，该铁芯组包括至少两个上述任意一种组合的铁芯，该些铁芯叠加设置且每一铁芯的中心轴在同一直线上，相邻的两个铁芯之间设有一绝缘垫板。本实用新型的铁芯组在具有上述铁芯的优点外，还具有工作时噪音小、易于启动的优点。
[0010]较佳的，该铁芯组的两端还分别设有一个绝缘垫板。
[0011]较佳的，该铁芯的数目为三个。
[0012]本实用新型还提供一种铁芯式电抗器，包括一上磁轭和一下磁轭，其特点是，该上磁轭和该下磁轭之间设置有上述任意一种组合的铁芯或上述任意一种组合的铁芯组。所述铁芯式电抗器因为包括了上述铁芯或铁芯组，而具有了更良好的性能。另外，所述上磁轭和所述下磁轭为现有技术，且所述铁芯或铁芯组安装于所述上磁轭和所述下磁轭之间采用现有技术也能实现
[0013]本实用新型还提供一种中频电源设备，包括一整流系统和一逆变系统，其特点是，该中频电源设备还包括上述铁芯式电抗器，该铁芯式电抗器分别与该整流系统和该逆变系统连接。所述整流系统和所述逆变系统采用现有技术就能实现。
[0014]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
[0015]本实用新型的积极进步效果在于:本实用新型的铁芯通过将若干第一硅钢片以放射状排列的结构大大提高了导磁率、减小了磁损耗、降低了发热量；铁芯组由通过将所述铁芯组合实现了减少工作噪音、易于启动的目的；铁芯式电抗器及中频电源设备因具备了所述铁芯或铁芯组而使得性能得到了优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为现有技术中的铁芯的主视图。
[0017]图2为现有技术中的铁芯的俯视图。
[0018]图3为本实用新型实施例的铁芯的主视图。
[0019]图4为本实用新型实施例的铁芯的俯视图。
[0020]图5为本实用新型实施例的铁芯组的主视图。
[0021]图6为本实用新型实施例的铁芯式电抗器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
[0023]实施例
[0024]一种铁芯21，如图3和图4，包括有:33片矩形的第一硅钢片211、33片矩形的第二硅钢片212、33片矩形的第三硅钢片213、33片矩形的第四硅钢片214、33片矩形的第五硅钢片215(图中只示意性地对部分第一硅钢片、第二硅钢片、第三硅钢片、第四硅钢片和第五硅钢片进行了标注)和一包覆膜216(图4中示出)。第一硅钢片211、第二硅钢片212、第三硅钢片213、第四硅钢片214和第五硅钢片215的长度相同、宽度依次减小。
[0025]该些第一硅钢片211的一端相抵，围绕一中心轴成放射状的等距、均匀设置。每一个所述第一硅钢片211沿该中心轴的径向的两个侧面中，位于相同侧的侧面上分别叠设有一个所述第二硅钢片212，该第二硅钢片212靠近中心轴的面上沿中心轴的轴向的两个边分别与相邻的两个第一硅钢片211接触。每一个所述第二硅钢片212沿该中心轴的径向的侧面上还分别叠设有一个所述第三硅钢片213，该第三硅钢片213靠近中心轴的面上沿中心轴的轴向的两个边分别与相邻的第二硅钢片212和第一硅钢片211接触。每一个所述第三硅钢片213沿该中心轴的径向的侧面上还分别叠设有一个所述第四硅钢片214，该第四硅钢片214靠近中心轴的面上沿中心轴的轴向的两个边分别与相邻的第三硅钢片213和第一硅钢片211接触。每一个所述第四硅钢片214沿该中心轴的径向的侧面上还分别叠设有一个所述第五硅钢片215，该第五硅钢片215靠近中心轴的面上沿中心轴的轴向的两个边分别与相邻的第四硅钢片214和第一硅钢片211接触。
[0026]该包覆膜216围绕该中心轴包覆该些第一硅钢片211、该些第二硅钢片212、该些第三硅钢片213、该些第四硅钢片214和该些第五硅钢片215，以使得该些第一硅钢片211、该些第二硅钢片212、该些第三硅钢片213、该些第四硅钢片214和该些第五硅钢片215包裹成一整体。该铁芯无需使用焊接、设置连接件等其它方式，仅通过包覆的方式就能形成一个整体。
[0027]该铁芯21的外轮廓类似圆柱体，内部的该些第一硅钢片211、该些第二硅钢片212、该些第三硅钢片213、该些第四硅钢片214和该些第五硅钢片215围绕该中心轴成放射状。该铁芯21垂直于该中心轴的横截面的面积与一圆形的面积之比等于98%，该圆形的半径等于任一第一硅钢片211远离该中心轴的一侧到该中心轴的距离。
[0028]本实施例的铁芯组2，如图5，包括三个所述铁芯21和四个绝缘垫板22。该些铁芯21叠加设置且每一铁芯21的中心轴在同一直线上，相邻的两个铁芯21之间设有一个所述绝缘垫板22，另外，设置于最上层的铁芯21的上端和设置于最下层的铁芯21的下端还分别设有一个所述绝缘垫板22。
[0029]本实施例的铁芯式电抗器包括了该铁芯组2，并将该铁芯组2设置于该铁芯式电抗器的上磁轭3和下磁轭4之间。其中，该上磁轭3和该下磁轭4为现有技术，将该铁芯组2设置于该上磁轭3和该下磁轭4之间采用现有技术即能实现，具体过程在此不再赘述。
[0030]对一包括了所述铁芯式电抗器的中频感应炉A和一包括了具备【背景技术】中的铁芯I的铁芯式电抗器的中频感应炉B进行测试，且这两个中频感应炉的功率均为16000KW。测试时室温为35°C，这两个中频感应炉都已经在满功率运行了一长段时间，测得中频感应炉B的铁芯工作时的温度最高可达170?180°C之间，噪音最高有100?120分贝，而中频感应炉A的铁芯工作时的温度最高只有100?110°C，噪音在70分贝以下。由上述测量结果可以看出，中频感应炉A因具有了本实施例的铁芯组2，相比于中频感应炉B在温度和噪音上都有了很好的改善。这是因为，中频感应炉A的铁芯组2相比于现有的铁芯I导磁率大大提升，高导磁率的磁通回路为几乎全部磁力线提供完整的回路，由于铁芯回路的高导磁率，使磁力线几乎全部在铁芯中流通，且不会出现磁饱和现象，从而彻底根除了铁芯式电抗器由于磁饱和产生的能耗损失、发热问题，同时由于铁芯组2内的气隙变小，减少了工作中的震动，进而降低了工作噪音。
[0031]在本实施例的基础上，每一个第五娃钢片215上还可叠设长度与第一娃钢片211相同、宽度小于第五硅钢片215的第六硅钢片、以及依此类推的第七硅钢片等，以增加该铁芯21垂直于该中心轴的横截面的面积与该圆形的面积之比，该比越大，导磁率越高。本领域技术人员亦可在本实施例的基础上，减少相邻的两个第一硅钢片211之间叠设的硅钢片。
[0032]本实施例的中频电源设备，包括一整流系统、一逆变系统和该铁芯式电抗器，该铁芯式电抗器分别与该整流系统和该逆变系统连接。其中，该整流系统和该逆变系统为现有技术，该铁芯式电抗器分别与该整流系统和该逆变系统连接采用现有技术即能实现，具体过程在此不再赘述。
[0033]虽然以上描述了本实用新型的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种铁芯,其特征在于,包括有:若干矩形的第一娃钢片和一包覆膜，该些第一娃钢片围绕一中心轴成放射状的等距、均匀设置，该包覆膜围绕该中心轴包覆该些第一硅钢片，该铁芯垂直于该中心轴的横截面的面积与一圆形的面积之比大于95%，该圆形的半径等于任一第一硅钢片远离该中心轴的一侧到该中心轴的距离。
2.如权利要求1所述的铁芯，其特征在于，该些第一硅钢片的沿该中心轴的径向的相同侧的面上分别设有一矩形的第二硅钢片，该第二硅钢片的面积小于所述第一硅钢片的面积。
3.如权利要求2所述的铁芯，其特征在于，每个所述第二硅钢片分别由若干个硅钢片叠设而成。
4.如权利要求3所述的铁芯，其特征在于，每个所述第二硅钢片中所述硅钢片的数目为五个。
5.一种铁芯组，其特征在于，该铁芯组包括至少两个如权利要求1-4中任意一项所述的铁芯，该些铁芯叠加设置且每一铁芯的中心轴在同一直线上，相邻的两个铁芯之间设有一绝缘垫板。
6.如权利要求5所述的铁芯组，其特征在于，该铁芯组的两端还分别设有一个绝缘垫板。
7.如权利要求5所述的铁芯组，其特征在于，该铁芯的数目为三个。
8.—种铁芯式电抗器,包括一上磁轭和一下磁轭,其特征在于，该上磁轭和该下磁轭之间设置有如权利要求1-4中任意一项所述的铁芯或如权利要求5-7中任意一项所述的铁芯组。
9.一种中频电源设备，包括一整流系统和一逆变系统，其特征在于，该中频电源设备还包括如权利要求8所述的铁芯式电抗器，该铁芯式电抗器分别与该整流系统和该逆变系统连接。
【文档编号】H01F17/04GK203931749SQ201420289243
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月30日 优先权日:2014年5月30日
【发明者】沈小弟 申请人:上海兆力电器制造有限公司