CN203552880U - 电抗器的磁芯结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电抗器的磁芯结构，包括：二第一铁芯及二第二铁芯。该二第一铁芯为铁基纳米晶合金，且呈U字形，其上具有一长方形的主体，该主体的二端各弯折有二相对称的弯折段，该弯折段上各具有一端面。该二第二铁芯为铁硅铝合金粉末，其上具有一柱体，该柱体的二端上各具有一端部。以该二第二铁芯的二端部对应该二第一铁芯的二端面组接，形成磁芯结构，该磁芯结构，以不同的材料组合成，可降低铁损及降低线圈缠绕圈数，即可使电抗器的内阻值降低，即可降低铜损。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电抗器，尤指一种用于交流电源上的电抗器的磁芯改良结构。
背景技术
电抗器也叫电感器，电抗分为感抗和容抗，比较科学的归类是感抗器（电感器）和容抗器（电容器）统称为电抗器，然而由于过去先有了电感器，并且被称谓电抗器，所以现在人们所说的电容器就是容抗器，而电抗器专指电感器。
在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求， 常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。
由于采用了电抗器，在发生短路时， 电抗器上的电压强较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。
传统的电抗器组合，主要是具有一锰锌铁氧体或者是铁硅铝所制成的U形的铁芯，再将二U形的铁芯组成一磁芯结构，将该磁芯结构与绕有线圈的绕线架组合成一个电抗器，此种电抗器在使用时，铁损为46W，铜损为41.25W。
另一种的电抗器同样是以一锰锌铁氧体或者是铁硅铝制成一环型的磁芯结构，在于该环型的磁芯结构上制作一层绝缘层，再于该环型的磁芯结构上缠绕一线圈，以形成一环型的电抗器，此电抗器在使用时铁损为13.89W，而铜损为41.25W。
由于电抗器在使用过程中送电时，会产生磁力线，而且这些磁力线会在铁芯里面跑，铁芯有磁阻，会发热，热就是损失。铁芯虽然很薄，但总是还有些厚度，所以磁力线在铁芯里面跑，多少会转弯、打圈圈，就叫涡流，也是损失。磁力线在铁芯里面跑，铁芯有磁阻，会让磁力线慢下来，就是磁滞，也是损失。铁损与涡流损失、磁滞损失的平方成正比，无电源时，即无铁损。铜损，当电流流经漆包铜线时，漆包铜线有电阻，会发热，热就是损失。铜损与电流平方成正比，无负载电流时，即无铜损。因此，铁损及铜损过高将降低电抗器本身特性及使用寿命。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种电抗器的磁芯结构，可降低铁损及铜损。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电抗器的磁芯结构，该磁芯结构包括：二第一铁芯，该二第一铁芯的材质为铁基纳米晶合金，且呈U字形，其上具有一主体，该主体的二端各弯折有二相对称的弯折段，该弯折段上各具有一端面；二第二铁芯，该二第二铁芯的材质为铁硅铝合金，其上具有一柱体，该柱体的二端上各具有一端部；其中，该二第二铁芯的二端部对应该二第一铁芯的二端面组接，并在二端部及二端面之间形成有一气隙。
作为优选方案，该二第一铁芯由片状体的铁基纳米晶合金卷绕形成。
作为优选方案，该二第一铁芯的主体为长方形。
作为优选方案，该二第二铁芯的柱体为长方形。
作为优选方案，该二第二铁芯的导磁率μ为60。
作为优选方案，更包含有一垫片，该垫片置放在该气隙中。
作为优选方案，该垫片为非导电性材料。
作为优选方案，该二第一铁芯及该二第二铁芯的表面上各具有一绝缘层。
作为优选方案，该二第一铁芯及该二第二铁芯所组成的磁芯结构的铁损为10.7W。
作为优选方案，该二第一铁芯及该二第二铁芯所组成的磁芯结构的铜损为19.27W。
作为优选方案，该电抗器的内阻值为25.7mhom。
作为优选方案，更包含有二绕线架，该绕线架套于该二第二铁芯上。
本实用新型达到的技术效果如下：本实用新型电抗器的磁芯结构，以不同的材料组合成，可降低铁损及降低线圈缠绕圈数，即可使电抗器的内阻值降低，即可降低铜损。
附图说明
图1为本实用新型的第一铁芯卷绕示意图；
图2为本实用新型的第一铁芯裁切示意图；
图3为本实用新型的第二铁芯外观示意图；
图4为本实用新型的二个第一铁芯及二个第二铁芯的组合示意图；
图5为图4的侧视示意图；
图6为本实用新型的另一实施例的组合示意图；
图7为图6的侧视示意图；
图8为本实用新型的第二铁芯套设有绕线架的断面剖视示意图。
【符号说明】
第一铁芯1
主体11
弯折段12
端面13
第二铁芯2
柱体21
端部22
气隙3
垫片4
绕线架5
本体51
端缘52
倒角53
线圈6。
具体实施方式
有关本实用新型的技术内容及详细说明，现在配合图式说明如下：
请参阅图1~图3，为本实用新型的第一铁芯卷绕、裁切及第二铁芯外观示意图。如图所示：本实用新型的电抗器的磁芯结构，该磁芯结构包括：第一铁芯1及第二铁芯2。
该第一铁芯1，为铁基纳米晶合金(Nanocrystal)，该铁基纳米晶合金由铁、硅、硼和少量的铜、钼、铌等组成，并制程技术将该铁基纳米晶合金制作成片状体，在将该片状体的铁基纳米晶合金卷绕成该第一铁芯1。在该第一铁芯1卷绕完成后，将该第一铁芯1裁切成二个U字形的第一铁芯1，该第一铁芯1上具有一长方形的主体11，该主体11的二端各弯折有二相对称的弯折段12，该弯折段12上各具有一端面13。
该第二铁芯2，以铁硅铝合金粉末(sendust)，利用热固或压制技术将铁硅铝合金粉末压制制作成一长方形的柱体21后，再以烧结技术烧结形成该第二铁芯2的结构。该第二铁芯2的柱体21的二端上各具有一端部22。在本图式中，该第二铁芯2利用烧结技术，使导磁率μ=60。
请参阅图4和图5，为本实用新型的二个第一铁芯及二个第二铁芯的组合及图4的侧视示意图。如图所示：在本实用新型的第一铁芯1及第二铁芯2制作完成后，以透明或非透明的绝缘漆涂布于该第一铁芯1及该第二铁芯2的表面上，使该第一铁芯1及该第二铁芯2的表面形成有一绝缘层(图中未示)，该绝缘层可供该第二铁芯2上缠绕由铜线所绕成的线圈(图中未示)。
再将二个第一铁芯1及二个第二铁芯2组合成磁芯结构时，将该二第二铁芯2的柱体21的二端部22对应该二第一铁芯1的本体的二端面13，并在二端部22及二端面13之间形成有一气隙3，该气隙3中可以置放非导电性材料的垫片4，以控制气隙3大小，可以控制电抗器的磁饱和状态，在本图式中，该气隙3为0.5mm。
在上述的以该铁基纳米晶合金制成的第一铁芯1与该铁硅铝制成的第二铁芯2组合成电抗器的磁芯结构时，可以降低线圈缠绕圈数，使内阻值为25.7mohm，铁损为10.7W，而铜损为19.27W。由此可知以两种不同材料组合成的磁芯结构可以大幅度的降低铜损。
请参阅图6和图7，为本实用新型的另一实施例的组合及图6的侧视示意图。如图所示：在本实用新型的第一铁芯1及该第二铁芯2在组合成磁芯结构前，可将于该二第二铁芯2上各套有一绕线架(bobbin)5，该绕线架5具有一中空长方形的本体51，该本体51的二端上各具有一端缘52。
在该绕线架5的本体51在套于该二第二铁芯2上时，该绕线架5的本体51上可以缠绕线圈6。由于以该铁基纳米晶合金制成的第一铁芯1与该铁硅铝制成的第二铁芯2组合成电抗器的磁芯结构时，可以降低缠绕于该绕线架5上的线圈6圈数，使内阻值为25.7mohm，铁损为10.7W，而铜损为19.27W。由此可知以两种不同材料组合成的磁芯结构可以大幅度的降低铜损。
进一步，请参阅图8，为本实用新型的第二铁芯套设有绕线架的断面剖视示意图。如图所示：在该绕线架5套于该第二铁芯2外表面时，可于该绕线架5的本体51上缠绕铜线形成线圈6。由于该绕线架5的厚度为1mm，因此该绕线架3上的倒角53的长度为1mm，在缠绕线圈6后该倒角53可取1mm来控制绕线圈数。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (12)
1.一种电抗器的磁芯结构，其特征在于，该磁芯结构包括：
二第一铁芯，该二第一铁芯的材质为铁基纳米晶合金，且呈U字形，其上具有一主体，该主体的二端各弯折有二相对称的弯折段，该弯折段上各具有一端面；
二第二铁芯，该二第二铁芯的材质为铁硅铝合金，其上具有一柱体，该柱体的二端上各具有一端部；
其中，该二第二铁芯的二端部对应该二第一铁芯的二端面组接，并在二端部及二端面之间形成有一气隙。
2.根据权利要求1所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第一铁芯由片状体的铁基纳米晶合金卷绕形成。
3.根据权利要求2所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第一铁芯的主体为长方形。
4.根据权利要求3所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第二铁芯的柱体为长方形。
5.根据权利要求4所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第二铁芯的导磁率μ为60。
6.根据权利要求5所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，更包含有一垫片，该垫片置放在该气隙中。
7.根据权利要求6所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该垫片为非导电性材料。
8.根据权利要求7所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第一铁芯及该二第二铁芯的表面上各具有一绝缘层。
9.根据权利要求8所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第一铁芯及该二第二铁芯所组成的磁芯结构的铁损为10.7W。
10.根据权利要求9所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该二第一铁芯及该二第二铁芯所组成的磁芯结构的铜损为19.27W。
11.根据权利要求10所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，该电抗器的内阻值为25.7mhom。
12.根据权利要求11所述的电抗器的磁芯结构，其特征在于，更包含有二绕线架，该绕线架套于该二第二铁芯上。
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