一种电抗器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电抗器，所述电抗器包括：承载骨架，其安装在电抗器的端板之间；线圈组，其包括至少三个线圈，线圈顺序安装在承载骨架上。本实用新型提供的电抗器能够三个电感或多个电感的输出，并且在任一电感单独工作、任两个电感单独工作或多个电感同时工作的工况下，仍能够保证电感的准确性。
【专利说明】一种电抗器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电子【技术领域】，具体地说，涉及一种电抗器。
【背景技术】
[0002]作为电感元件的重要组成部分，电抗器当流过交流电流时会呈现出感抗。在电力系统中，电抗器能够起到限制短路电流、稳定系统电压、补偿容性无功等作用。近年来，随着经济建设的发展以及人们物质生活需求的提高，电网容量和电负荷不断增加，这也就造成了对电抗器的需求量也在不断地增长。
[0003]电抗器主要分为空心电抗器、铁芯电抗器和磁屏蔽电抗器三种基本类型。其中，空心电抗器因具有优良的电气性能和机械性能，在输变电站、风力发电、冶金、煤矿、化工和电气化铁路等领域获得了广泛地应用。
[0004]随着空心电抗器应用场合的增多，所以也就要求空心电抗器需要能够输出多个电感。而现有的空心电抗器只能输出一个电感或两个电感，这也就限制了空心电抗器的应用。
[0005]基于上述情况，亟需一种能够输出多个电感的电抗器。
实用新型内容
[0006]为解决上述问题，本实用新型提供了一种电抗器，所述电抗器包括:
[0007]承载骨架，其安装在电抗器的端板之间；
[0008]线圈组，其包括至少三个线圈，所述线圈安装在所述承载骨架上。
[0009]根据本实用新型的一个实施例，所述承载骨架包括若干螺杆。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述线圈组包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，其中第二线圈安装在第一线圈与第三线圈之间，所述第二线圈的线圈匝数多于第一线圈和第三线圈的线圈匝数。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述电抗器还包括电磁屏蔽层，所述屏蔽层安装在电抗器壳体的上方。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述电磁屏蔽层包括至少两块存在间隙的电磁屏蔽板。
[0013]根据本实用新型的一个实施例,所述间隙的厚度在Imm?5mm之间。
[0014]根据本实用新型的一个实施例,所述电磁屏蔽板的厚度在3mm?5mm之间。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述承载骨架的厚度在8mm?1mm之间。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，所述电抗器还包括接线盒，所述接线盒中的接线端子与所述线圈组中各个线圈对应连接。
[0017]本实用新型提供的空心电抗器包含了三组独立的线圈，这使得本电抗器能够输出任三个电感。并且通过合理设计线圈以及支撑骨架的结构，使得在任一个电感单独工作、任两个电感单独工作和三个电感同时工作的情况下，各个电感均能够保证在8mH，其公差为(-5%, + -)，从而保证了电抗器的准确性以及可靠性。
[0018]同时，本实用新型通过研究独立电感之间的电磁干扰影响强度，并充分利用独立电感之间的电磁干扰，这样减小了线圈的匝数，从而降低了电抗器的体积和重量，有利于降低电抗器的成本。
[0019]此外，本实用新型提供的电磁屏蔽层采用双层结构。相较于现有的电磁屏蔽板所采用的单层结构，本实施例所采用的双层结构在达到相同的电磁屏蔽效果的前提下，能够有效的减小电磁屏蔽板的重量，有助于减小整个电抗器的重量。
[0020]本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍:
[0022]图1是根据本实用新型一个实施例的电抗器的线圈组的原理图；
[0023]图2是根据本实用新型一个实施例的电抗器的内部电感的侧视图；
[0024]图3是根据本实用新型一个实施例的电抗器的内部电感的正视图；
[0025]图4是根据本实用新型一个实施例的电抗器的正视图；
[0026]图5是根据本实用新型一个实施例的电抗器的左视图；
[0027]图6是根据本实用新型一个实施例的电抗器的俯视图；
[0028]图7是根据本实用新型一个实施例的电抗器的电磁屏蔽层的结构图。
【具体实施方式】
[0029]以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。
[0030]同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本实用新型实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。
[0031]现有的电抗器只能输出一个或两个电感，已经无法满足最新的技术要求。所所以本实用新型针对该问题，提供了一种能够输出多个电感的电抗器，该电感包括承载骨架和线圈组。
[0032]图1示出了该电抗器的线圈组的原理图。
[0033]从图1中可以看出，本实施例所提供的空心电抗器的线圈组包括三组线圈，由这三组线圈形成了三个相互独立的电感。其中第一线圈101的输入端和输出端为分别Al和XI，第二线圈102的输入端和输出端分别为A2和X2，第三线圈103的输入端和输出端分别为A3和X3。这三组线圈顺序排列，同名端位于同一侧。
[0034]需要说明的是，本实施例所提供的空心电抗器包括三组线圈，这仅仅是为了描述的方便，在本实用新型的其他实施例中，空心电抗器所包含的线圈组数还可以根据实际需要增加，例如四组或五组等，本实用新型不限于此。
[0035]本实施例所提供的空心电抗器的承载骨架安装在电抗器的端板之间，形成线圈组的支撑架。线圈组安装在承载骨架上，形成电抗器的整体结构。
[0036]图2示出了本实施例所提供的空心电抗器内部电感的侧视图。
[0037]如图2所示，本实施例中，电抗器的承载骨架由12根螺杆和内径为214_的圆筒形中心板构成。这12根螺杆为拉紧螺杆，其采用1mm厚的Q345B材质的钢材制成。Q345B材质的钢一种是低碳合金钢(c〈0.2% )，其综合性能、低温性能、冷冲压性能、焊接性能和可切削性能均十分良好，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等领域。这样相较于现有的电抗器，采用Q345B材质钢材的拉紧螺杆能够有效降低承载骨架的重量。同时，本实施例中，通过采用Q345B材质钢材，还可以在保证承载骨架性能的前提下降拉紧螺杆的厚度由现有的12mm减小为1mm,这样有利于进一步减小承载骨架的重量。
[0038]需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，拉紧螺杆的厚度还可以根据实际需要采用其他合理值，例如8mm?1mm之间的其他值等。
[0039]从图2中还可以看出，本实施例中，空心电抗器中线圈的直径为566mm，线圈的空心直径为214_。需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，线圈的直径以及空心直径根据实际需要，还可以为其他合理值，本实用新型不限于此。
[0040]图3示出了本实施例所提供的空心电抗器的内部电感的正视图。
[0041 ] 三组线圈从左至右顺序安装在承载骨架上。其中，在本实施例所提供的空心电抗器中，这三组线圈的结构相同，其宽度L1、L2、L3均为252mm，各个线圈中绕线的宽度L4为12mm,同一线圈中相邻绕线间隔L5为8mm,相邻线圈之间的间隔宽度L6和L7均为20mm。
[0042]为了保证各个线圈均能够完整的绕在中心板上，这就需要中心板的长度需要大于线圈组的总长度。同时，因为拉紧螺杆需要与电抗器的端面连接，所以这就需要拉紧螺杆的长度要大于中心板的长度。
[0043]因此，从图3中可以看出，本实施例中，线圈组的总长度为796mm，中心板的长度L8为856mm，而拉紧螺杆的长度L9为935mm。当然，在本实用新型的其他实施例中，根据线圈组总长度的不同，中心板和拉紧螺杆的长度还可以采用其他合理值，本实用新型不限于此。
[0044]现有的空心电抗器为智能输出一个电感或两个电感，而本实用新型所提供的电抗器能够输出至少三个电感。而多个电感的电磁环境与单个电感或两个电感的电磁环境有很大不同，各个电感之间存在电磁干扰，这对于构成电感的线圈绕组的匝数有着明显的影响。
[0045]本实施例中，通过对多个电感之间电磁干扰的相互影响的分析，为了得到各个电感为SmH的设计要求，通过电磁计算，分析出不同线圈的电磁环境，最终将第一线圈的匝数确定为179匝，第二线圈的匝数确定为182匝，第三线圈的匝数确定为179匝。由此看出，处于第一线圈和第三线圈之间的第二线圈，由于受到第一线圈和第三线圈所产生的磁场的的共同影响，为了达到相同的电感数值，其线圈的匝数要比第一线圈和第三线圈多。
[0046]本实用新型通过研究独立电感之间的电磁干扰影响强度，并充分利用独立电感之间的电磁干扰(即互感增强)，减小了线圈的匝数，从而降低了电抗器的体积和重量，有利于降低电抗器的成本。
[0047]图4、图5和图6分别输出了本实施例所提供的电抗器的正视图、左视图和俯视图。
[0048]从图4?图6中可以看出，该电抗器还包括接线盒105和电磁屏蔽层106。其中接线盒105中包含若干接线端子，这些接线端子分别与各个线圈的输入端和输出端对应连接。
[0049]例如从图4中可以看出，本实施例中接线盒105中包含6个接线端子，从左到右分别与Al端、Xl端、A2端、X2端、A3端和X3端连接。电抗器的线圈组通过接线盒105与外部的逆变器连接。
[0050]因为电抗器需要直接悬挂在车底，其对连接件的机械强度要求较高。所以本实施例提供的空心电抗器采用两个连接板108来将电抗器悬挂在列车底架上。连接板108平行设置在电抗器两侧，其厚度为40mm。两个连接板108之间的间隔为926±2mm，每个连接板的两端均伸出电抗器外壳90mm。连接板108与接线盒105的高度差为70mm，其与电抗器外壳底部的高度差为565mm。每个连接板的两端均设置有直径为19mm安装孔，每个连接板的两个螺孔之间的距离为770±2mm。这样，通过4-M16螺栓将电抗器固定在列车底架上。
[0051]因为电抗器是安装在列车的底架上，其下方不存在电气设备。所以为了减小电抗器整体的重量，本实施例的电磁屏蔽层只需要能够有效屏蔽电抗器向列车方向(即向上方)辐射的电磁干扰即可。所以本实施例中，电磁屏蔽层106采用了 U型结构。电磁屏蔽层的长度为1040mm，其通过6个螺钉107安装在电抗器的顶部，U型结构的两端朝向电抗器。安装上电磁屏蔽层后，电抗器的总高度为650mm。
[0052]图7示出了电磁屏蔽层106的结构图。
[0053]如图7所示，本实施例中，电磁屏蔽层106采用两块电磁屏蔽板组合而成。其中每块电磁屏蔽板的厚度为5mm,两块电磁屏蔽板之间的间隙为2mm。相较于现有的电磁屏蔽板所采用的单层结构，本实施例所采用的双层结构在达到相同的电磁屏蔽效果的前提下，能够有效的减小电磁屏蔽板的重量，有助于减小整个电抗器的重量。
[0054]需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，根据实际需要，电磁屏蔽板的厚度还可以采用其他合理值，例如3mm?5mm之间的取值。当然，电磁屏蔽板之间的间隙也可以采用其他合理值，例如Imm?5mm之间的取值。此外，电磁屏蔽层所包含的电磁屏蔽板的数量也可以选用其他合理值，例如3块或4块等，此时电磁屏蔽层的结构则相应的调整为3层结构或4层结构，本实用新型不限于此。
[0055]通过上述优化设计，相较于现有的空心电抗器，本实用新型提供的空心电抗器的体积能够减小13.3%，重量能够减小17.8%。
[0056]从上述描述中可以看出，本实用新型提供的空心电抗器包含了三组独立的线圈，这使得本电抗器能够输出任三个电感。并且通过合理设计线圈以及支撑骨架的结构，使得在任一个电感单独工作、任两个电感单独工作和三个电感同时工作的情况下,各个电感均能够保证在8mH，其公差为(-5%，+ -)，从而保证了电抗器的准确性以及可靠性。
[0057]同时，本实用新型通过研究独立电感之间的电磁干扰影响强度，并充分利用独立电感之间的电磁干扰，这样减小了线圈的匝数，从而降低了电抗器的体积和重量，有利于降低电抗器的成本。
[0058]此外，本实用新型提供的电磁屏蔽层采用双层结构。相较于现有的电磁屏蔽板所采用的单层结构，本实施例所采用的双层结构在达到相同的电磁屏蔽效果的前提下，能够有效的减小电磁屏蔽板的重量，有助于减小整个电抗器的重量。
[0059]应该理解的是，本实用新型所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
[0060]说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
[0061]为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本实用新型的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本实用新型的单独自主的代表。
[0062]此外，所描述的特征、结构或特性可以任何其他合适的方式结合到一个或多个实施例中。在下面的描述中，提供一些具体的细节，例如长度、宽度、形状等，以提供对本实用新型的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本实用新型无需上述一个或多个具体的细节便可实现，或者也可采用其它方法、组件、材料等实现。在其它示例中，周知的结构、材料或操作并未详细示出或描述以免模糊本实用新型的各个方面。
[0063]虽然上述示例用于说明本实用新型在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本实用新型由所附的权利要求书来限定。
【权利要求】
1.一种电抗器,其特征在于,所述电抗器包括: 承载骨架，其安装在电抗器的端板之间； 线圈组，其包括至少三个线圈，所述线圈安装在所述承载骨架上。
2.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述承载骨架包括若干螺杆。
3.如权利要求1或2所述的电抗器，其特征在于，所述线圈组包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，其中第二线圈安装在第一线圈与第三线圈之间，所述第二线圈的线圈匝数多于第一线圈和第三线圈的线圈匝数。
4.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器还包括电磁屏蔽层，所述屏蔽层安装在电抗器壳体的上方。
5.如权利要求4所述的电抗器，其特征在于，所述电磁屏蔽层包括至少两块存在间隙的电磁屏蔽板。
6.如权利要求5所述的电抗器，其特征在于，所述间隙的厚度在Imm?5mm之间。
7.如权利要求5所述的电抗器,其特征在于,所述电磁屏蔽板的厚度在3mm?5mm之间。
8.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述承载骨架的厚度在8_?1mm之间。
9.如权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器还包括接线盒，所述接线盒中的接线端子与所述线圈组中各个线圈对应连接。
【文档编号】H01F27/30GK204066980SQ201420351510
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】向坤, 鲁力, 吴馥莲, 陈立, 成林 申请人:株洲南车机电科技有限公司