CN110349731A - 一种铁心电抗器的铁心结构 - Google Patents

一种铁心电抗器的铁心结构 Download PDF

Info

Publication number
CN110349731A
CN110349731A CN201910480369.XA CN201910480369A CN110349731A CN 110349731 A CN110349731 A CN 110349731A CN 201910480369 A CN201910480369 A CN 201910480369A CN 110349731 A CN110349731 A CN 110349731A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron
iron yoke
yoke
silicon steel
steel sheet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910480369.XA
Other languages
English (en)
Inventor
禹云长
禹东泽
张春红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wujiang Transformer Co Ltd
Original Assignee
Wujiang Transformer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wujiang Transformer Co Ltd filed Critical Wujiang Transformer Co Ltd
Priority to CN201910480369.XA priority Critical patent/CN110349731A/zh
Priority to PCT/CN2019/091034 priority patent/WO2020243982A1/zh
Publication of CN110349731A publication Critical patent/CN110349731A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F2027/348—Preventing eddy currents

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

一种铁心电抗器的铁心结构，心柱截面是圆柱形或圆环形，铁轭的截面是位于铁心窗口内的边及与其相邻的两边是直线，位于铁心窗口外的边是由片宽渐变的硅钢片叠成的圆弧边或者是由片宽阶跃变的硅钢片叠成的阶梯折线曲边，铁轭中以硅钢片叠厚划分的有限元或以阶梯厚度划分的有限元，每一导磁单元的面积与心柱中对应单元的面积成比例或近似成比例；在压梁、垫脚、侧梁、横梁等处，采用与铁轭圆弧边或阶梯形折线边对应的绝缘垫块支撑和压紧铁心。可靠性好、损耗小、结构和工艺简单、成本低。

Description

一种铁心电抗器的铁心结构
技术领域
本发明属于电感器技术领域，具体地说是涉及一种铁心电抗器的铁心结构。
背景技术
铁心电抗器易发生局部过热和易产生大振动是危及安全的两个世界性难题，目前我国几乎所有运行的低电压电抗器（低抗）多发局部过热，尤其干式电抗器，无论单相还是三相的，也无论是直线形铁轭还是圆环形铁轭，几乎全有温升偏高或过热故障，甚至烧毁。其过热多发生在铁轭上，说明温升偏高是磁通分布不均带来的带来的必然，即局部磁密过高，产生的损耗太大以至温升高。造成这种后果的根源是产品结构原因：现有技术所有铁心基本结构是铁心饼是圆环形或圆柱形、铁轭的截面是矩形，以矩形截面的铁轭来对应圆环形或圆柱形心柱的必然结果是铁轭中各处磁密不均匀，采用矩形截面铁轭的目的是便于通过铁轭可靠压紧心柱压制振动。
现有技术的不足之处在于：第一，铁轭、心柱、线圈的几何形状 及相对位置关系，使铁轭中磁通分布不均，中轭的磁通和磁密大于边 轭磁通和磁密，中轭损耗大易过热，这由一组等距的平行线把铁轭叠 厚和心柱及漏磁区域划分为多个相对应的导磁单元，可以明显看出， 心柱各小区域面积从中轭向两边轭面积逐渐减小，与其对应的铁轭各 小区域面积相等，说明中轭所接收的主磁通大于边轭所接收的主磁 通，使中轭主磁通密度大；另一方面，漏磁区是心柱外径与等效螺线 管之间的区域，铁轭所覆盖的漏磁区中各小区域面积基本相等，说明 中轭所接收的漏磁通基本等于边轭所接收的漏磁通，而且从量值对比上来说漏磁密度远远低于主磁通密度，所以对于铁轭各小区域来讲所 接收的漏磁通即使有差别，对其总磁密有影响也不很明显，中轭磁密 过高而边轭磁密过低的结果是中轭导磁能力不足易过热、边轭导磁能 力过剩、总损耗大，且中轭磁密过高使谐波大，使电力传输品质下降； 第二，由于磁通总要选择磁阻最小的回路流通，中轭磁密过高或者远 远大于边轭磁密，中轭中的部分磁通必然要逐渐向边轭分磁，此过程 穿硅钢片大表面，在被穿的硅钢片中产生大涡流和涡流损耗使其易过 热，使总损耗大。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种可靠性高、磁场分布均匀、磁力线不横穿硅钢片、损耗小、结构和工艺简单、成本低的一种铁心电抗器的铁心结构。
一种铁心电抗器的铁心结构，包括心柱、铁轭、绝缘垫块、压梁、垫脚、侧梁、横梁等；
所述铁心结构的基本结构为“口”字形铁轭正中立一个心柱，在心柱上套绝缘层及线圈；
所述“口”字形铁轭的上下边分别称为上下轭、两竖边称为旁轭，其横截面是特殊四边形；
所述铁轭的四边形的四边中位于铁心窗口内的边是直线，是由硅钢片端面平齐叠而形成的；与上个边相邻的两个边是直线，是处于叠厚最外面的硅钢片自身的平面；位于“口”字形铁轭外缘的第四边是由片宽渐变或由片宽阶跃变的硅钢片在片宽上一边取齐而另一边逐渐错开或阶跃错开而形成的；
所述铁轭上下端面的正中心设有横梁，所述横梁与铁轭水平上垂直；所述铁轭的上端面在横梁的两侧设有压梁，在所述铁轭的下端面对应于压梁位置设有垫脚；所述铁轭的两侧的上下顶端和底端共四处，均设有侧梁。
进一步地，在压梁、垫脚、侧梁、横梁等与铁轭的硅钢片之间，采用与铁轭圆弧边或阶梯形折线边对应的绝缘垫块支撑和压紧所述铁轭的所有硅钢片及心柱。
进一步地，所述心柱由圆环形或圆柱形心饼摞成。
进一步地，所述心柱截面是圆环形或圆柱形，所述铁轭的横截面中，位于铁心窗口内的边及与其相邻的两边是直线，位于铁心窗口外的边是由片宽渐变的硅钢片叠成的圆弧边或者是由片宽阶跃变的硅钢片叠成的阶梯折线曲边，铁轭中以硅钢片叠厚划分的有限元或以阶梯厚度划分的有限元，每一导磁单元的面积与心柱中对应单元的面积成比例或近似成比例，即所述铁轭的各部分导磁面积与所覆盖的心柱的各对应部分导磁面积对应成比例。
进一步地，所述铁轭上设有夹件，所述夹件夹紧铁轭硅钢片，为无磁钢板或普通钢板制成，与压梁、垫脚、侧梁和横梁联接成一个框架。
本发明达到的有益效果是：
（1）由于铁轭的截面是位于铁心窗口内的边及与其相邻的两边是直线，位于铁心窗口外的边是由片宽渐变的硅钢片叠成的圆弧边或者是由片宽阶跃变的硅钢片叠成的阶梯折线曲边，铁轭中以圆弧边划分的有限元或以阶梯厚度划分的有限元，每一导磁单元的面积与心柱对应导磁单元的面积成比例或近似成比例，使铁轭中各处磁密相等或近似相等，消除了磁密过高区域，不再有会磁密过高而产生过热的情况，且消除了边轭的过剩功能。
（2）由于铁轭2各处磁密相等或近似相等，消除了磁通在片间横穿，不再有会有因磁力线横穿而产生的大涡流损耗造成过热的情况。
（3）由于不再有会磁密过高区，有效抑制了谐波，保证了电力传输品质。
（4）由于在压梁、垫脚、侧梁、横梁等处与铁轭硅钢片之间，采用与铁轭圆弧边或阶梯形折线边对应的绝缘垫块，所以仍然能保证可以压紧铁心及器身。
（5）本发明的铁心结构可靠性好、损耗小、结构和工艺简单、成本低。
附图说明
图1是本发明的单相铁心结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是图1的俯视图。
图4是本发明的三相五柱铁心结构示意图。
图5是图4的俯视图。
图6是图1至图5中铁轭截面的旋转剖视图。
其中，1-心柱，2-铁轭，3-线圈，4-绝缘垫块，5-压梁，6-垫脚，7-侧梁，8-横梁，9-绝缘层，10-夹件。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
一种铁心电抗器的铁心结构，包括心柱1、铁轭2、绝缘垫块4、压梁5、垫脚6、侧梁7、横梁8等。
所述铁心结构的基本结构为“口”字形铁轭2正中立一个心柱1，在心柱1上套绝缘层9及线圈3。
所述“口”字形铁轭2的上下边分别称为上下轭、两竖边称为旁轭，其横截面是特殊四边形。
所述铁轭2的四边形的四边中位于铁心窗口内的边是直线，是由硅钢片端面平齐叠而形成的；与上个边相邻的两个边是直线，是处于叠厚最外面的硅钢片自身的平面；位于“口”字形铁轭外缘的第四边是由片宽渐变或由片宽阶跃变的硅钢片在片宽上一边取齐而另一边逐渐错开或阶跃错开而形成的。
所述铁轭2上下端面的正中心设有横梁8，所述横梁8与铁轭2水平上垂直；所述铁轭2的上端面在横梁8的两侧设有压梁5，在所述铁轭2的下端面对应于压梁5位置设有垫脚6；所述铁轭2的两侧的上下顶端和底端共四处，均设有侧梁7。
在压梁5、垫脚6、侧梁7、横梁8等与铁轭2的硅钢片之间，采用与铁轭圆弧边或阶梯形折线边对应的绝缘垫块4支撑和压紧所述铁轭2的所有硅钢片及心柱1。
所述心柱1由圆环形或圆柱形心饼摞成。
所述心柱1截面是圆环形或圆柱形，所述铁轭2的横截面中，位于铁心窗口内的边及与其相邻的两边是直线，位于铁心窗口外的边是由片宽渐变的硅钢片叠成的圆弧边或者是由片宽阶跃变的硅钢片叠成的阶梯折线曲边，铁轭2中以硅钢片叠厚划分的有限元或以阶梯厚度划分的有限元，每一导磁单元的面积与心柱1中对应单元的面积成比例或近似成比例，即所述铁轭2的各部分导磁面积与所覆盖的心柱1的各对应部分导磁面积对应成比例。
所述铁轭上设有夹件10，所述夹件10夹紧铁轭2硅钢片，为无磁钢板或普通钢板制成，与压梁6、垫脚6、侧梁7和横梁8联接成一个框架。
参照图1-3，在采用单相铁心结构时，基本结构是“口”字形铁轭2正中立一个心柱1，心柱1由圆环形或圆柱形心饼摞成，在心柱1上套绝缘9及线圈3，“口”字形铁轭2的上下边分别称为上下轭、两竖边称为旁轭，其横截面是特殊四边形。该四边形的四边中位于铁心窗口内的边是直线，是由硅钢片端面平齐叠而形成的；与上个边相邻的两个边是直线，是处于叠厚最外面的硅钢片自身的平面；位于“口”字形铁轭外缘的第四边是由片宽渐变或由片宽阶跃变的硅钢片在片宽上一边取齐而另一边逐渐错开或阶跃错开而形成的。为了从下方支撑、从上方压紧铁轭2的所有硅钢片及压紧心柱1，在压梁5、垫脚6、侧梁7、横梁8与铁轭2的硅钢片之间设置具有与铁轭2的圆弧曲边或阶梯折线曲边对应的圆弧曲边或阶梯折线曲边的绝缘垫块4，支撑和压紧所述铁轭2的硅钢片及心柱1。
参照图4-5，在采用三相五柱铁心结构时，基本结构是“口”字形铁轭2正中立三个心柱1，心柱1由圆环形或圆柱形心饼摞成，在每个心柱1上套绝缘9及线圈3，“口”字形铁轭2的上下边分别称为上下轭、两竖边称为旁轭，其横截面是特殊四边形。该四边形的四边中位于铁心窗口内的边是直线，是由硅钢片端面平齐叠而形成的；与上个边相邻的两个边是直线，是处于叠厚最外面的硅钢片自身的平面；位于“口”字形铁轭外缘的第四边是由片宽渐变或由片宽阶跃变的硅钢片在片宽上一边取齐而另一边逐渐错开或阶跃错开而形成的。为了从下方支撑、从上方压紧铁轭2的所有硅钢片及压紧心柱1，在压梁5、垫脚6、侧梁7、横梁8与铁轭2的硅钢片之间设置具有与铁轭2的圆弧曲边或阶梯折线曲边对应的圆弧曲边或阶梯折线曲边的绝缘垫块4，支撑和压紧所述铁轭2的硅钢片及压紧心柱1。
本发明的有益效果是：（1）由于铁轭的截面是位于铁心窗口内的边及与其相邻的两边是直线，位于铁心窗口外的边是由片宽渐变的硅钢片叠成的圆弧边或者是由片宽阶跃变的硅钢片叠成的阶梯折线曲边，铁轭中以圆弧边划分的有限元或以阶梯厚度划分的有限元，每一导磁单元的面积与心柱对应导磁单元的面积成比例或近似成比例，使铁轭中各处磁密相等或近似相等，消除了磁密过高区域，不再有会磁密过高而产生过热的情况，且消除了边轭的过剩功能；（2）由于铁轭2各处磁密相等或近似相等，消除了磁通在片间横穿，不再有会有因磁力线横穿而产生的大涡流损耗造成过热的情况；（3）由于不再有会磁密过高区，有效抑制了谐波，保证了电力传输品质；（4）由于在压梁、垫脚、侧梁、横梁等处与铁轭硅钢片之间，采用与铁轭圆弧边或阶梯形折线边对应的绝缘垫块，所以仍然能保证可以压紧铁心及器身；（5）本发明的铁心结构可靠性好、损耗小、结构和工艺简单、成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (5)

1.一种铁心电抗器的铁心结构，包括心柱、铁轭、绝缘垫块、压梁、垫脚、侧梁、横梁等，其特征在于：
所述铁心结构的基本结构为“口”字形铁轭正中立一个心柱，在心柱上套绝缘层及线圈；
所述“口”字形铁轭的上下边分别称为上下轭、两竖边称为旁轭，其横截面是特殊四边形；
所述铁轭的四边形的四边中位于铁心窗口内的边是直线，是由硅钢片端面平齐叠而形成的；与上个边相邻的两个边是直线，是处于叠厚最外面的硅钢片自身的平面；位于“口”字形铁轭外缘的第四边是由片宽渐变或由片宽阶跃变的硅钢片在片宽上一边取齐而另一边逐渐错开或阶跃错开而形成的；
所述铁轭上下端面的正中心设有横梁，所述横梁与铁轭水平上垂直；所述铁轭的上端面在横梁的两侧设有压梁，在所述铁轭的下端面对应于压梁位置设有垫脚；所述铁轭的两侧的上下顶端和底端共四处，均设有侧梁。
2.根据权利要求1所述的一种铁心电抗器的铁心结构，其特征在于：在压梁、垫脚、侧梁、横梁等与铁轭的硅钢片之间，采用与铁轭圆弧边或阶梯形折线边对应的绝缘垫块支撑和压紧所述铁轭的所有硅钢片及心柱。
3.根据权利要求1所述的一种铁心电抗器的铁心结构，其特征在于：所述心柱由圆环形或圆柱形心饼摞成。
4.根据权利要求1所述的一种铁心电抗器的铁心结构，其特征在于：所述心柱截面是圆环形或圆柱形，所述铁轭的横截面中，位于铁心窗口内的边及与其相邻的两边是直线，位于铁心窗口外的边是由片宽渐变的硅钢片叠成的圆弧边或者是由片宽阶跃变的硅钢片叠成的阶梯折线曲边，铁轭中以硅钢片叠厚划分的有限元或以阶梯厚度划分的有限元，每一导磁单元的面积与心柱中对应单元的面积成比例或近似成比例，即所述铁轭的各部分导磁面积与所覆盖的心柱的各对应部分导磁面积对应成比例。
5.根据权利要求1所述的一种铁心电抗器的铁心结构，其特征在于：所述铁轭上设有夹件，所述夹件夹紧铁轭硅钢片，为无磁钢板或普通钢板制成，与压梁、垫脚、侧梁和横梁联接成一个框架。
CN201910480369.XA 2019-06-04 2019-06-04 一种铁心电抗器的铁心结构 Pending CN110349731A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910480369.XA CN110349731A (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种铁心电抗器的铁心结构
PCT/CN2019/091034 WO2020243982A1 (zh) 2019-06-04 2019-06-13 一种铁心电抗器的铁心结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910480369.XA CN110349731A (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种铁心电抗器的铁心结构

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110349731A true CN110349731A (zh) 2019-10-18

Family

ID=68181429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910480369.XA Pending CN110349731A (zh) 2019-06-04 2019-06-04 一种铁心电抗器的铁心结构

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110349731A (zh)
WO (1) WO2020243982A1 (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2431630Y (zh) * 2000-07-22 2001-05-23 邓济宽 一种配电变压器
CN2932583Y (zh) * 2006-03-28 2007-08-08 中电电气集团有限公司 干式变压器铁轭
CN201348919Y (zh) * 2009-01-20 2009-11-18 特变电工衡阳变压器有限公司 一种三相五柱铁心电抗器的铁心夹件***
CN103680846A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 国能子金电器(苏州)有限公司 长圆形及d形变压器铁芯结构
CN203673932U (zh) * 2014-01-28 2014-06-25 哈尔滨共乐电力科技发展有限公司 一种变压器铁心
US20170076849A1 (en) * 2014-05-27 2017-03-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Coupled Inductor and Power Converter

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS639914A (ja) * 1986-06-30 1988-01-16 Toshiba Corp ギヤツプ付鉄心形リアクトル
CN203397854U (zh) * 2013-08-19 2014-01-15 宁波仁栋电气有限公司 一种变压器铁心
CN105990005A (zh) * 2015-02-15 2016-10-05 上海置信电气非晶有限公司 一种三相变压器的硅钢断轭立体折铁心

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2431630Y (zh) * 2000-07-22 2001-05-23 邓济宽 一种配电变压器
CN2932583Y (zh) * 2006-03-28 2007-08-08 中电电气集团有限公司 干式变压器铁轭
CN201348919Y (zh) * 2009-01-20 2009-11-18 特变电工衡阳变压器有限公司 一种三相五柱铁心电抗器的铁心夹件***
CN103680846A (zh) * 2013-12-30 2014-03-26 国能子金电器(苏州)有限公司 长圆形及d形变压器铁芯结构
CN203673932U (zh) * 2014-01-28 2014-06-25 哈尔滨共乐电力科技发展有限公司 一种变压器铁心
US20170076849A1 (en) * 2014-05-27 2017-03-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Coupled Inductor and Power Converter

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020243982A1 (zh) 2020-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102930964B (zh) 一种三相有载调容变压器
CN101388279A (zh) 一种壳式非晶合金变压器器身
CN107845485A (zh) 一种用于变压器或电抗器的器身冷却结构
CN209087495U (zh) 一种干式变压器
CN202871491U (zh) 空调冷水中压机组用干式铁心启动电抗器
CN106981349A (zh) 一种非晶合金变压器的抗短路结构
CN204407147U (zh) 一种接地变压器
CN102568794B (zh) 多模块逆变输出***变压器
WO2016095126A1 (zh) 一种光伏发电用变压器
CN110349731A (zh) 一种铁心电抗器的铁心结构
CN207474219U (zh) 一种用于变压器或电抗器的器身冷却结构
CN207165382U (zh) 非晶合金干式变压器
CN206558326U (zh) 一种油浸式高过载变压器器身的绝缘结构
CN202258726U (zh) 非晶合金变压器线圈端面支撑结构
CN204651148U (zh) 一种变压器器身压紧用组合垫块
CN209626001U (zh) 线圈产品用铁心结构
CN204441047U (zh) 110kV级节能型油浸式立体卷铁心电力变压器
CN100411074C (zh) 三相干式变压器
CN203233288U (zh) 斜槽定子铁心无拉伤叠压装置
CN201194343Y (zh) 一种无刷双馈电机的定子结构
CN202084409U (zh) 逆斯考特干式变压器
CN212810005U (zh) 一种变压器铁轭压板结构
CN209980938U (zh) 一种变压器器身绝缘结构
CN201576550U (zh) 一种三相非晶合金隔离变压器
CN204926978U (zh) 一种矩形叠片式硅钢铁芯变压器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191018

RJ01 Rejection of invention patent application after publication