CN206711722U - 一种大电流电抗器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大电流电抗器，包括：上磁轭、下磁轭、第一磁芯、及与第一磁芯平行的第二磁芯；所述第一磁芯和第二磁芯的上端均连接上磁轭，所述第一磁芯和第二磁芯的下端均连接下磁轭；在所述第一磁芯和第二磁芯上套设有至少一线圈组件，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与第二线圈相互套装且套设在所述第一磁芯和第二磁芯上；缩小了电抗器体积，减少了磁芯和线材的用量，降低了电抗器的成本；额定载流大，适合大电流，提高了电抗器的应用范围。
Description
技术领域
本实用新型涉及电抗器技术领域，尤其涉及的是一种大电流电抗器。
背景技术
电抗器也叫电感器，一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁场，所以所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小，所产生的磁场不强，因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式，称空心电抗器；有时为了让这只螺线管具有更大的电感，便在螺线管中***铁心，称铁心电抗器。
现有线圈立绕式电抗器得到越来越多的应用。但受设备、工艺、结构等因素的限制，目前立绕式电抗器主要为环形电抗器、圆柱形电抗器等小电流电抗器，而大电流电抗器仍然以箔绕为主，导致成本较高，且体积较大，功耗高，安装适用性低。这样也导致电抗器应用范围小。在光伏发电、风能发电、UPS等行业都需要电流大、开关频率高的电抗器，而现有的线圈立绕式电抗器不能满足这些行业的需求。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种大电流电抗器，旨在解决现有技术中电抗器成本高，不适合大电流的问题。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：
一种大电流电抗器，其中，包括：上磁轭、下磁轭、第一磁芯、及与第一磁芯平行的第二磁芯；所述第一磁芯和第二磁芯的上端均连接上磁轭，所述第一磁芯和第二磁芯的下端均连接下磁轭；在所述第一磁芯和第二磁芯上套设有至少一线圈组件，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与第二线圈相互套装且套设在所述第一磁芯和第二磁芯上。
所述的大电流电抗器，其中，在所述第一磁芯和第二磁芯上依次套设有两个线圈组件，且所述两个线圈组件并联。
所述的大电流电抗器，其中，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈包括第一左线圈及与第一左线圈连绕的第一右线圈，所述第二线圈包括第二左线圈及与第二左线圈连绕的第二右线圈，所述第一左线圈套装在第二左线圈内，所述第二右线圈套装在第一右线圈内；所述第一左线圈套设在第一磁芯上，所述第二右线圈套设在第二磁芯上。
所述的大电流电抗器，其中，在所述上磁轭上设置有上盖板，在所述下磁轭上设置有下盖板，所述上盖板与下盖板螺接。
所述的大电流电抗器，其中，所述线圈组件的引出线焊接有接线排。
所述的大电流电抗器，其中，在所述上磁轭与线圈组件之间、下磁轭与线圈组件之间分别设置有绝缘板。
所述的大电流电抗器，其中，在所述上磁轭与线圈组件之间、下磁轭与线圈组件之间、及两个线圈组件之间分别设置有绝缘板。
所述的大电流电抗器，其中，所述第一磁芯和第二磁芯为椭圆形磁芯。
所述的大电流电抗器，其中，所述第一线圈和第二线圈均为椭圆形、采用双线立式绕制而成。
所述的大电流电抗器，其中，所述第一磁芯和第二磁芯为铁硅芯、铁硅铝芯、铁粉芯或硅钢片芯；所述线圈组件的绕线为铜线或铝线；所述铜线或铝线采用抗拉力的漆包线或膜包线。
本实用新型所提供的一种大电流电抗器，有效地解决了现有技术中电抗器成本高，不适合大电流的问题，包括：上磁轭、下磁轭、第一磁芯、及与第一磁芯平行的第二磁芯；所述第一磁芯和第二磁芯的上端均连接上磁轭，所述第一磁芯和第二磁芯的下端均连接下磁轭；在所述第一磁芯和第二磁芯上套设有至少一线圈组件，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与第二线圈相互套装且套设在所述第一磁芯和第二磁芯上；缩小了电抗器体积，减少了磁芯和线材的用量，降低了电抗器的成本；额定载流大，适合大电流，提高了电抗器的应用范围，带来了大大的方便。
附图说明
图1为本实用新型提供的大电流电抗器较佳实施例的立体结构示意图。
图2为本实用新型提供的大电流电抗器较佳实施例的立体结构分解示意图。
图3为本实用新型提供的线圈组件的立体结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供一种大电流电抗器，为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请一并参阅图1、图2和图3，图1为本实用新型提供的大电流电抗器较佳实施例的立体结构示意图，图2为本实用新型提供的大电流电抗器较佳实施例的立体结构分解示意图，图3为本实用新型提供的线圈组件的立体结构示意图，如图所示，所述大电流电抗器，包括：上磁轭110、下磁轭120、第一磁芯130、及与第一磁芯130平行的第二磁芯140；所述第一磁芯130和第二磁芯140的上端均连接上磁轭110，所述第一磁芯130和第二磁芯140的下端均连接下磁轭120；在所述第一磁芯130和第二磁芯140上套设有至少一线圈组件200，所述线圈组件200包括由左右线圈连绕而成的第一线圈210和第二线圈220，所述第一线圈210与第二线圈220相互套装且套设在所述第一磁芯130和第二磁芯140上。
具体来说，本实用新型提供的大电流电抗器，在上磁轭110和下磁轭120之间设置两个磁芯，即第一磁芯130和第二磁芯140，该两个磁芯是平行设置在两个磁轭之间。磁芯与磁轭的具体结构如图2所示。所述线圈组件200套设在第一磁芯130和第二磁芯140上的，具体请参阅图1和图3，所述线圈组件200包括由左右线圈连绕而成的第一线圈210和第二线圈220，所述第一线圈210与第二线圈220相互套装且套设在所述第一磁芯130和第二磁芯140上。所述第一线圈210与第二线圈220均由左右线圈连绕而成，且第一线圈210与第二线圈220相互套装，然后两者左右线圈对应套装在第一磁芯130和第二磁芯140上，这样便形成了大电流电抗器，缩小了电抗器体积，减少了磁芯和线材的用量，降低了电抗器的成本；额定载流大，适合大电流，提高了电抗器的应用范围。
优选地，在所述第一磁芯130和第二磁芯140上依次套设有两个线圈组件200，且所述两个线圈组件200并联。具体来说，就是在第一磁芯和第二磁芯上套装两个线圈组件200，并且两个线圈组件并联。这样的大电流电抗器性能更好。如图1和图2所示，优选实施例为设置两个线圈组件200，当然进一步地，也可连续套设3个线圈组件，3者连接关系为并联。
优选地，关于线圈组件，请参阅图3，图3为线圈组件的立体结构示意图。所述线圈组件200包括由左右线圈连绕而成的第一线圈210和第二线圈220，所述第一线圈210包括第一左线圈211及与第一左线圈211连绕的第一右线圈212，所述第二线圈220包括第二左线圈221及与第二左线圈221连绕的第二右线圈222，所述第一左线圈211套装在第二左线圈221内，所述第二右线圈222套装在第一右线圈212内；所述第一左线圈211套设在第一磁芯130上，所述第二右线圈222套设在第二磁芯140上。具体来说，线圈组件200套装在第一磁芯130和第二磁芯140上，线圈组件包括第一线圈210和第二线圈220，第一线圈和第二线圈采用立绕式绕制而成。第一左线圈211的直径小于第一右线圈212的直径，而第二左线圈221的直径大于第二右线圈222的直径，并且第一左线圈211可套装在第二左线圈221内，那么表明第一左线圈的直径是小于第二左线圈的直径，同理，第一右线圈的直径大于第二右线圈的直径。在实际应用时，第一线圈210和第二线圈220是同样的结构，也就是说两者结构相同，在组成线圈组件200时，将第一线圈和第二线圈左右各自对应套装便可得到线圈组件。由于本实用新型的每组线圈采用一大一小的连绕工艺，使得每组线圈的线材总长度一样，从而每组线圈的电阻一样，线圈并联焊接后将线圈之间的环流损耗降到最低，并且线圈温升也会得到降低。
如图3所示，优选地，所述第一线圈210和第二线圈220均为椭圆形、采用双线立式绕制而成。具来说，由于第一线圈210和第二线圈220的结构是相同的。以第一线圈210为例，其左右连绕的第一左线圈211与第一右线圈212均为椭圆形，但是两者的直径不同，且两者均采用双线立式绕制而成。也就是说组成所述线圈组件的各个子线圈均是椭圆形，且采用双线立式绕制而成。本实用新型采用这样的结构，得到的大电流电抗器性能更好，更加适合大电流使用环境。
优选地，在所述上磁轭110上设置有上盖板310，在所述下磁轭120上设置有下盖板320，所述上盖板310与下盖板320螺接。如图1和图2所示，本实用新型的大电流电抗器通过上盖板和下盖板相互固定设置来固定整体结构，上盖板和下盖板可通过螺接的方式，也可通过其他方式相互固定，譬如通过在下盖板320上设置螺杆301，在上盖板310上设置与螺杆301适配的螺帽302，来实现上下盖板之间的固定，从而固定磁轭、磁芯及线圈组件。优选地，设置有多个螺杆螺帽结构来进行固定。
进一步地，所述线圈组件200的引出线焊接有接线排410。具体来说，为了接线的方便，本实用新型在线圈组件的引出线上焊接接线排410，这样方便了接线，也就是方便连接到电路中。在实际应用时，如图1所示，在第一磁芯和第二磁芯上均设置有接线排410，且接线排分别连接两个线圈组件的引出线。
优选地，在所述上磁轭110与线圈组件200之间、下磁轭120与线圈组件200之间分别设置有绝缘板510。为了避免磁轭对线圈组件的干扰，在两者之间设置绝缘板510进行隔离。
优选地，当磁芯上套设两个并联的线圈组件时，在所述上磁轭110与线圈组件200之间、下磁轭120与线圈组件200之间、及两个线圈组件200之间分别设置有绝缘板510。这样，是进一步隔离，避免干扰。
进一步地，所述第一磁芯130和第二磁芯140为椭圆形磁芯。相应地，线圈组件也为椭圆形。这是由于受设备、工艺、结构等因素的限制，目前立绕式电抗器主要为环形电抗器、圆柱形电抗器；与圆形相比，采用了椭圆形磁芯和椭圆形线圈，增加了磁芯窗口利用率，减小磁芯体积，从而缩小了电抗器本身的体积；同时也减少了磁芯和线材的用量，降低电抗器的成本，使其更具市场经竞争力。
优选地，所述第一磁芯和第二磁芯为铁硅芯、铁硅铝芯、铁粉芯或硅钢片芯。也就是说磁芯，芯柱为椭圆形，材质可为铁硅、铁硅铝、铁粉芯或者硅钢片等。
优选地，所述线圈组件的绕线为铜线或铝线；所述铜线或铝线采用抗拉力的漆包线或膜包线。具体来说，绕制线圈组件的立绕线，可用铜线或者铝线。铜线或铝线采用特殊抗拉力的漆包线或者膜包线。
请参阅图1、图2和图3，对本实用新型详细说明如下。较佳实施例采用2个线圈组件依次套装在磁芯上。本实用新型所述大电流电抗器实际为椭圆形双线立式连绕大电流电抗器，包含立式连绕线圈、磁芯、接线排、上下盖板、绝缘板及紧固螺栓套件。立式连绕线圈由上下两套线圈组件并联，每套线圈组件由两组线圈内外套装，如图3所示。通过专用大力立式绕线机和两套一大一小的椭圆绕线模具，用连绕工艺绕制成左小右大和左大右小两组双线立绕线圈，将两组线圈进行套装得到一套线圈组件。
如图3所示，将两套相同的线圈组件套装在椭圆磁芯上，根据电压等级在磁芯的芯柱包裹绝缘纸进行绝缘处理。两套线圈组件之间及线圈组件与磁芯的上下铁轭之间使用绝缘板进行绝缘隔离。磁芯下部放置下盖板，磁芯上部放置上盖板，使用螺栓套件对下盖板和上盖板进行锁紧，使电抗器成为一个整体。此处磁芯包括两根椭圆形磁芯。下盖板上设置安装孔，用于用户进行安装固定。将接线排与线圈引线焊接，接线排上设置安装孔供用户接线。
由于线圈采用连绕、一大一小线圈的工艺，使得每套线圈的电阻相等，所以除了上述采用两套线圈组件并联的典型应用外，还可采用三套以上线圈组件进行并联应用，提升电抗器的载流容量，扩大电抗器的应用范围。
本实用新型的大电流电抗器，扩大立绕电抗器的应用范围。本实用新型专门针对大电流电抗器，使其它行业也能分享到立绕电抗器带来的优点与优势。具有更低的功耗。由于本实用新型的每组线圈采用一大一小的连绕工艺，使得每组线圈的线材总长度一样，从而每组线圈的电阻一样，线圈并联焊接后将线圈之间的环流损耗降到最低，并且线圈温升也会得到降低。体积小，成本低。与圆形相比，采用了椭圆形磁芯和椭圆形线圈，增加了磁芯窗口利用率，减小磁芯体积，从而缩小了电抗器本身的体积；同时也减少了磁芯和线材的用量，降低电抗器的成本，使其更具市场经竞争力。结构灵活，安装适用性强。由于采用椭圆形结构，电抗器的长宽高比可以调动的范围很大，结构多样性、灵活性很强，能够适用各种安装场所。经验证，采用铜线绕制线圈组件，本实用新型的电抗器的额定载流能达到2000A以上；采用铝线绕制线圈组件，本实用新型的电抗器的额定载流能达到1500A以上；特别适用于光伏电抗器、风能发电用电抗器、UPS用电抗器等电流大、开关频率高的行业。
综上所述，本实用新型提供的大电流电抗器，包括：上磁轭、下磁轭、第一磁芯、及与第一磁芯平行的第二磁芯；所述第一磁芯和第二磁芯的上端均连接上磁轭，所述第一磁芯和第二磁芯的下端均连接下磁轭；在所述第一磁芯和第二磁芯上套设有至少一线圈组件，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与第二线圈相互套装且套设在所述第一磁芯和第二磁芯上；缩小了电抗器体积，减少了磁芯和线材的用量，降低了电抗器的成本；额定载流大，适合大电流，提高了电抗器的应用范围，带来了大大的方便。
应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种大电流电抗器，其特征在于，包括：上磁轭、下磁轭、第一磁芯、及与第一磁芯平行的第二磁芯；所述第一磁芯和第二磁芯的上端均连接上磁轭，所述第一磁芯和第二磁芯的下端均连接下磁轭；在所述第一磁芯和第二磁芯上套设有至少一线圈组件，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈与第二线圈相互套装且套设在所述第一磁芯和第二磁芯上。
2.根据权利要求1所述的大电流电抗器，其特征在于，在所述第一磁芯和第二磁芯上依次套设有两个线圈组件，且所述两个线圈组件并联。
3.根据权利要求1或2所述的大电流电抗器，其特征在于，所述线圈组件包括由左右线圈连绕而成的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈包括第一左线圈及与第一左线圈连绕的第一右线圈，所述第二线圈包括第二左线圈及与第二左线圈连绕的第二右线圈，所述第一左线圈套装在第二左线圈内，所述第二右线圈套装在第一右线圈内；所述第一左线圈套设在第一磁芯上，所述第二右线圈套设在第二磁芯上。
4.根据权利要求1所述的大电流电抗器，其特征在于，在所述上磁轭上设置有上盖板，在所述下磁轭上设置有下盖板，所述上盖板与下盖板螺接。
5.根据权利要求1或2所述的大电流电抗器，其特征在于，所述线圈组件的引出线焊接有接线排。
6.根据权利要求1所述的大电流电抗器，其特征在于，在所述上磁轭与线圈组件之间、下磁轭与线圈组件之间分别设置有绝缘板。
7.根据权利要求2所述的大电流电抗器，其特征在于，在所述上磁轭与线圈组件之间、下磁轭与线圈组件之间、及两个线圈组件之间分别设置有绝缘板。
8.根据权利要求1所述的大电流电抗器，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯为椭圆形磁芯。
9.根据权利要求3所述的大电流电抗器，其特征在于，所述第一线圈和第二线圈均为椭圆形、采用双线立式绕制而成。
10.根据权利要求1所述的大电流电抗器，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯为铁硅芯、铁硅铝芯、铁粉芯或硅钢片芯；所述线圈组件的绕线为铜线或铝线；所述铜线或铝线采用抗拉力的漆包线或膜包线。
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| CN111009411A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-14 | 中铁电气工业有限公司 | 一种平衡变压器补偿线圈的制作方法 |
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