一种新型电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种电抗器，尤其是涉及一种应用于轨道交通领域中逆变电源的 新型电抗器。
【背景技术】
[0002] 电抗器是一种用来提供电感的器件，在电路系统中广泛使用。按照磁路结构的不 同，电抗器通常大致可分为三大类：
[0003] 空心电抗器，即绕组内部均不含有控制磁通的铁磁材料的电抗器；
[0004] 铁心电抗器，即绕组内部安装有铁芯的电抗器，目前，就应用于轨道交通领域中逆 变电源的电抗器而言，绝大多数铁芯都包含有若干气隙；
[0005] 磁屏蔽空心电抗器，即绕组内部不含任何铁磁材料，但在外部配有控制磁通的铁 磁材料的电抗器，其中外部的铁磁材料，即称之为磁屏蔽。
[0006] 上述各类电抗器在漏磁、噪音、电感线性度、重量和体积等方面，均有各自的特点， 也有无法回避的不足（见表1)。
[0007]
[0008] 表1现有各种电抗器性能对比
[0009] 在轨道交通领域，电抗器作为磁性器件是机车辅助变流器的核心部件之一，其性 能指标最终将直接影响到整个电传动系统的性能。对机车电传动系统而言，出于对机车重 量、运行环境、可靠性等因素的考虑，尤其是应用在大跨度、长距离运行的机车，电抗器通常 要求轻量化、小型化、低噪音、漏磁小、抗振性佳、耐候性好。然而，如表1所示，目前一般的 电抗器往往难以全部满足这些要求，应用在轨道交通电源中各有优缺点，总是美中不足。
[0010] 授权公告号为CN204010962U的专利文件公开里一种直流平波电抗器，针对直流 平波电抗器提出了一种在不改变铁心电抗器磁路模型的前提下，减小漏磁降低噪音的工艺 方法。该电抗器包括铁芯柱、上铁辄、下铁辄和线圈，铁芯柱由利用环氧树脂将气隙板与各 个铁芯饼粘结并叠加压制而成，线圈绕制在椭圆形的绝缘筒上形成线圈，线圈套接在铁芯 柱上，上下铁辄均有底板和凸出部组成，铁芯柱连接上、下铁辄的凸出部。如图1、2所示，该 电抗器通过设计于上下铁辄上的凸出部，将铁辄与芯柱交界处的气隙内移置线圈内部，并 将各段截面涂有环氧胶的芯柱压接通过压力机器压紧，最后晾干或烘干成型，以确保铁芯 柱的叠装质量，从而降低噪音。
[0011] 然而，该方案中的铁心片型种类多，铁芯片涂胶后需要专用压力设备压紧，最后再 烘干或晾干，铁心叠装工艺是非常复杂繁琐，需要设计专用的工装来保证铁芯叠装的整齐 度。其次，各工序之间也需要多次转运半成品铁心，存在铁芯变形移位风险，生产效率也较 低。另外，由于铁芯柱由铁心片、气隙板和环氧树脂等多种物理特性相差很大（硅钢片为 I. 2xl05/°C，气隙板为2xl05/°C，环氧树脂却是7. 6xl05/°C是前者的6倍）的的材料组成， 由于各种材料热胀冷缩的程度差别大，若该直流平波电抗器应用于轨道交通环境，难以保 证在随机车长距离跨越多个气候带后铁芯柱上的气隙尺寸的大小热胀冷缩之后不会有变 化。
[0012] 因此，基于机车的应用环境，设计出兼顾各项性能指标的电抗器，是业内普遍的期 待。 【实用新型内容】
[0013] 本实用新型的目的在于提供一种具有新型磁路模型的电抗器，适用于轨道交通环 境中，且该电抗器具有重量轻、体积小、噪音低、漏磁小，抗振性好等优点。
[0014] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0015]-种新型电抗器，包括通过真空压力浸漆形成整体结构的铁芯、线圈、角撑条、支 承座、拉杆螺栓以及垫块；铁芯呈卧式布置，线圈绕设在铁芯上；铁芯是无隙无辄铁芯，铁 芯的两端均伸出线圈端部，且铁芯的两端均设有贯穿整个铁芯叠厚的穿心孔；角撑条至少 为四条，设在铁芯与线圈之间并绕铁芯的周向均匀布置；支承座为两个，两个所述支承座分 别位于铁芯的两端并沿铁芯叠厚的方向布置；垫块由绝缘材料制成，处在铁芯与支承座之 间；拉杆螺栓穿过穿心孔、垫块，与支承座连接固定。
[0016]线圈可由铝导体或铜导体绕制而成。线圈的外轮廓可呈矩形或圆形。
[0017] 无隙无辄铁芯是指铁芯没有铁辄结构，铁芯上也没有气隙。铁芯可由0. 23~ 0. 5mm的铁心片叠积而成。铁芯截面可呈矩形、阶梯圆形或椭圆形。
[0018]角撑条可由绝缘材料模压而成。
[0019] 拉杆螺栓可以是不导磁螺栓，并与铁芯之间做绝缘处理，避免拉杆螺栓与铁芯之 间形成环流，同时也减少了涡流损耗。
[0020] 本实用新型的原理如下：
[0021] 拉杆螺栓穿过穿心孔和垫块，与支承座相互连接，从而使铁芯与支承座连接固定。 电抗器呈整体结构，即铁芯、线圈、角撑条、支承座、拉杆螺栓以及垫块等部件通过真空压力 浸漆形成整体结构。支承座一般安装在机车上，平行或接近平行于水平面。此时，铁芯即呈 卧式布置，铁芯本身作为整个电抗器的承载骨架。铁芯既为磁场提供了回路，同时也是承载 的结构件，从而在保证抗振性的前提下使电抗器实现了小型化、轻量化，同时工艺也非常简 单，成本低廉。
[0022] 本电抗器无论是磁路还是结构方面，均有利于电抗器的小型化和轻量化，例如：因 为在线圈中放置铁芯，且铁芯的两端均伸出线圈，大大提高了电抗器的导磁率，与空心电抗 器相比，在达到相同电感的前提下，本电抗器的线圈的匝数可大大少于空心电抗器；同样因 铁芯的缘故，线圈中比空心电抗器漏磁场较小，附加损耗更小。本电抗器的铁芯为整体结 构，铁芯上并没有加工有气隙，这样避免了气隙的衍射效应，可有效降低电抗器的噪音和杂 散损耗。除用于固定铁芯和支承座的拉杆螺栓外，本电抗器也不需要其他的结构件固定铁 芯，这无疑简化了电抗器的结构。
[0023]此外，线圈直接绕在铁芯上，不用套装，与铁芯之间有角撑条形成的气道，线圈的 两端和外表面均全部敞开，为线圈提供了较大的散热面积，保证线圈产生的热量得到有效 交换，散热条件良好。
[0024]线圈中放置有铁芯，且铁芯的两端伸出线圈，线圈产生的磁力线即在铁芯的作用 下更为紧密地约束在线圈的周围，因而电抗器的电感更大、漏磁