一种同轴电抗器制造技术

本发明专利技术涉及一种同轴电抗器，本发明专利技术组成包括：内磁芯支撑（1），内磁芯（2），圆筒形线圈绕组（3），支撑骨架（4），圆筒形外磁芯（5），外磁芯基筒（6），以上结构共同组成同轴装配体，本发明专利技术通过设计内、外磁芯以及线圈绕组的结构参数从而优化了电抗器的磁路，漏磁少，电感值稳定。本发明专利技术属于电力电子系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电抗器，特别是一种同轴电抗器。
技术介绍
电抗器是电力电子系统中的重要元件，对系统的效率、损耗、噪声、电磁兼容性能都有影响。空心电抗器虽然具有良好的线性度，但是存在体积大、损耗大、漏磁范围大等缺点。带磁芯的电抗器能减小漏磁、增大电感值，因此获得广泛应用，采用C形铁芯的电抗器具有电感值高等优点，但是其气隙较小，存在局部磁密升高的问题，电感值随气隙长短、铁芯磁导率大小、绕组电流大小的变化而变化，工作时电感值的稳定度较差。采用开路式磁芯可以简化电抗器的设计加工，文献“申请公布号是CN103794333A的中国专利技术专利申请”公开了一种磁条式干式电抗器，该方法制备的电抗器具有制作方便、散热良好和磁芯不易饱和等优点，但是该文献未对电抗器结构和磁路进行优化，线圈绕组长度与磁芯长度相当，电抗器的漏磁较大，使得电抗器的损耗增加、电感值下降；另外，外磁芯安装在外磁芯基筒的外表面上，使得外磁芯基筒只能采用绝缘材料，给电抗器外磁芯的安装固定带来了局限。
技术实现思路
为了克服电抗器局部磁密升高，减小电抗器的漏磁，本专利技术特提供了一种同轴电抗器，该电抗器主要由同轴装配的内磁芯、外磁芯和线圈绕组组成，内磁芯附着在内磁芯支撑的外部，外磁芯附着在外磁芯基筒的内部，线圈绕组安装在内外磁芯之间，由支撑骨架来连接固定内磁芯、外磁芯以及线圈绕组。对于同轴电抗器，当磁芯长度长度大于外磁芯外径的3倍以上，并且线圈绕组的长度缩短到磁芯长度的一半以下时，线圈绕组产生的磁场被限制在电抗器内部，漏磁很小，线圈绕组的自耦系数较高，电抗器的气隙为线圈绕组端部到磁芯端部的两个圆筒形区域，气隙体积很大，气隙内磁场分布比较均匀，不存在局部磁密升高，因而电抗器的电抗值比较稳定，较少受到磁芯磁导率的影响。本专利技术的技术方案是：一种同轴电抗器，包括同轴装配的内磁芯支撑、内磁芯、线圈绕组、支撑骨架、外磁芯与外磁芯基筒，所述的内磁芯、外磁芯长度一致、截面积相同，外磁芯长度与外磁芯外径的比值大于等于3，线圈绕组长度小于等于外磁芯长度的一半。所述的内磁芯附着在内磁芯支撑的外部，所述的外磁芯附着在外磁芯基筒的内部，内磁芯支撑与外磁芯基筒为既可以为绝缘材料，也可以为导电材料和磁性材料，所述的内磁芯和外磁芯为硅钢、铁氧体、非晶材料或其他磁性材料。所述的线圈绕组位于内磁芯与外磁芯之间，线圈绕组附着在支撑骨架上，支撑骨架同时与内磁芯和外磁芯相连接，支撑骨架为无磁绝缘材料。本专利技术的有益效果是：通过优化同轴电抗器的结构参数，圆筒形外磁芯长度与其外直径的比值大于等于3，同时线圈绕组的长度小于等于磁芯长度的50%，使用截面积相同的内、外两部分同轴磁芯约束了线圈绕组产生的磁场，磁力线顺着内磁芯-端部气隙-外磁芯-端部气隙-内磁芯的路径构成闭合回路。优化后的结构保证气隙分布在内、外磁芯之间而不超出磁芯端部以外，极少有磁场泄漏到磁芯端部以外，如果线圈绕组长度超过磁芯长度的一半，电感值将减小，内外磁芯端部磁场增强，会有部分磁场泄露出磁芯端部以外。内、外磁芯的共同作用使线圈绕组匝间具有高耦合系数，经数值模拟和实验验证，加入内磁芯和外磁芯的电抗器相比空心线圈绕组，电感值可以提高20倍以上，通过调整线圈绕组的匝数可以方便调节电感值，如果只有内磁芯，或者只有外磁芯，电感值都将大大降低。由于内、外磁芯之间存在较大的气隙，电抗器不易饱和，而且电感值相对磁芯磁导率的变化不敏感，经数值模拟验证，对于相同结构参数的同轴电抗器，选择磁导率分别为5000与500的不同磁芯时，对应的电感值相差仅5%，在工作状态下，同轴电抗器的电感值相对于小气隙的C型铁芯电抗器更加稳定，线性度更好。由于绝大部分磁场被限制在内、外磁芯及其之间的气隙之内，外磁芯基筒处于外磁芯外部而内磁芯支撑处于内磁芯内部，在内、外磁芯支撑部件内没有磁场，内、外磁芯的支撑材料可以为导电、导磁的金属材料，在电抗器的安装固定过程中克服绝缘材料强度不足的问题。附图说明下面结合附图及实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术的剖面结构示意图。图中，1-内磁芯支撑；2-内磁芯；3-支撑骨架；4-线圈绕组；5-外磁芯；6-外磁芯基筒。具体实施方式实施例1：同轴电抗器，组成包括：内磁芯支撑1、内磁芯2、线圈绕组3、支撑骨架4、外磁芯5与外磁芯基筒6，以上部分均为轴对称结构且共同组成同轴装配体，所述内磁芯2、外磁芯5长度相等、截面积相等，所述磁芯长度为外磁芯5外径的4倍，所述线圈绕组3为紫铜带绕制，线圈绕组3的长度为磁芯长度的一半，线圈绕组3与内磁芯2、外磁芯5为同轴、同心安装，线圈绕组3的两端嵌套在两个支撑骨架4上，支撑骨架与内、外磁芯紧密连接。所述内磁芯2、外磁芯5材料为取向硅钢片，其厚度由工作频率决定。所述内磁芯支撑1和外磁芯基筒6为不锈钢材料，附着工艺采用胶粘的方法。所述的支撑骨架4材料为尼龙。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同轴电抗器，其组成包括：内磁芯支撑（1）、内磁芯（2）、线圈绕组（3）、支撑骨架（4）、外磁芯（5）与外磁芯基筒（6），以上部分均为轴对称结构且共同组成同轴装配体，其特征在于，所述的内磁芯（2）、外磁芯（5）长度一致、截面积相同，外磁芯（5）长度与外磁芯（5）外径的比值大于等于3，线圈绕组（3）的长度小于等于外磁芯（5）长度的一半。

【技术特征摘要】
1.一种同轴电抗器，其组成包括：内磁芯支撑（1）、内磁芯（2）、线圈绕组（3）、支撑骨架（4）、外磁芯（5）与外磁芯基筒（6），以上部分均为轴对称结构且共同组成同轴装配体，其特征在于，所述的内磁芯（2）、外磁芯（5）长度一致、截面积相同，外磁芯（5）长度与外磁芯（5）外径的比值大于等于3，线圈绕组（3）的长度小于等于外磁芯（5）长度的一半。
2.按照权利要求1所述，其特征在于，所述的内磁芯（2）附着在内磁芯支撑（1）的外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：王艳荣，
类型：发明
国别省市：陕西;61