【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子设备，具体来说，是涉及一种立绕电抗器。
技术介绍
1、随着科学技术的发展和大型装备制造能力的提高，在光伏、风电、储能等新能源领域的电力电子系统中，滤波电抗器的容量也越来越大。不仅工作电流和谐波电流也随之增大，电抗器线圈中产生的热量也增加。常规电抗器一般采用铜/导线或铜/铝箔，从内到外，一层一层地绕制，其间可能设置几个气道。但是，这种结构的线圈，在大容量的电抗器中不利于散热。而电抗器中的绝缘材料的工作温度都有一定的范围，一旦超过了其允许的工作范围，就会加速绝缘材料的老化速度，缩短其使用寿命。因此，需要对电抗器的工作温度进行控制。
2、绕制线圈采用的导体一般为铜或铝，随着工作温度的提高，导体电阻也变大，其发热量也同时变大。另外，谐波电流也会在导体中产生涡流损耗。为减小电抗器体积，缩小电抗器安装空间，降低制造成本，需要在减小发热量、提高散热效率两个方面采用新的思路。
3、立绕线圈是导线的窄边沿圆周方向进行绕制的，立绕线圈的导体与空气的接触面积是两个宽边的面积加上两个窄边的面积，所以其与空气的接触面积大，易于散热，有利于降低工作温升，降低损耗。平绕线圈是导线的宽边沿圆周方向进行绕制的，在各类平绕线圈中，散热最好的是饼式线圈，饼式线圈的导体与空气的接触面积是两个窄边的面积，仍然比立绕线圈的散热面积小很多。
4、然而，常规的立绕电抗器，更适合于截面较小的绝缘导体，如漆包扁线或膜包扁线。截面越大，绕制时越容易损伤导体表面绝缘，匝间绝缘的隐患越大。因此，采用常规的立绕工艺所能绕制的扁线宽
技术实现思路
1、本专利技术的目的是对现有技术中进行改进，提供一种立绕电抗器，能更好地实现导体表面的绝缘，且具有较高的散热效率，以适应新能源领域电力电子系统中滤波电抗器工作电流大、体积小等特点。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、一种立绕电抗器，包括：一个上铁轭、一个下铁轭和三个绕有线圈的铁芯柱，所述线圈的绕制方法是：先用裸导体的窄边沿所述铁芯柱的圆周方向绕制成裸导体线圈，然后再对所述裸导体线圈浇铸绝缘材料从而形成一层绝缘层将所述裸导体线圈的各匝相互间隔地包覆在所述绝缘层内，从而形成所述线圈。其中：所述导体为铜排或铝排，所述导体的宽边尺寸为30～50mm、窄边尺寸为3～8mm；所述裸导体线圈的各匝之间形成匝间裸线间隙，所述匝间裸线间隙为3～5mm；所述绝缘层的厚度不大于0.5mm，包覆有绝缘材料的所述线圈的各匝之间形成匝间间隙。
4、其中，所述裸导体是指不具有绝缘外皮的导体。
5、本专利技术所提出的立绕电抗器，绕制线圈时采用宽厚比大的裸导体进行绕制，然后再对裸导体线圈浇铸绝缘材料形成将裸导体线圈的各匝相互间隔地包覆在内的绝缘层，可防止常规绕制方式对绕圈匝间绝缘的损伤，且这样绕制而成的线圈一致性好、外形美观。相比于现有技术中采用的常规立绕工艺相比，本专利技术所提出的立绕电抗器的宽边尺寸可以增大到30～50mm，具有更大的表面积，有利于加大线圈导体表面与空气的接触面积，进而提高散热效率、降低线圈工作温度、减小线圈导体电阻，也减少了线圈导体的发热量；此外，采用宽厚比大的铜、铝排绕制线圈，可以减小谐波电流在线圈中产生的涡流损耗，也有利于降低线圈工作温度。
6、本专利技术所提出的立绕电抗器，由于采用了新的设计思路，使得其与现有技术相比，减小了发热量、提高了散热效率，有利于减小电抗器体积，缩小电抗器安装空间，降低材料消耗和制造成本，从一个侧面进一步促进新能源的发展，提高供电质量，为社会提供更多的清洁能源，促进节能减排，创造更好的社会效益。
7、优选地，所述绝缘层的厚度为0.2～0.4mm。
8、其中，所述绝缘材料为环氧树脂。
9、进一步地，本专利技术所提出的立绕电抗器，还可以包括绝缘垫块，所述绝缘垫块设置在所述匝间间隙中，从而进一步加大散热空气和导体的接触面积。其中，可以在所述线圈的每一匝之间均设置有绝缘垫块；也可以每几匝之间设置有所述绝缘垫块。
10、优选地，每一匝间间隙中均配置有所述绝缘垫块，达到最佳的散热效果；或者地，也可以采用每间隔一匝、两匝或三匝设置一绝缘垫块为规律间隔地配置所述绝缘垫块。间隔地配置绝缘垫块，虽然在散热效果上比不上在每一匝间间隙中均配置有所述绝缘垫块的散热效果，但是这样可以降低线圈和电抗器的高度，从而可以节约铁芯材料的用量。在对散热效果没有极高要求的使用场景时，采用间隔配置绝缘垫块的结构，具有更高的性价比。
11、进一步地，本专利技术所提出的立绕电抗器，还可以包括导流挡风板，设置在所述电抗器的外围，用于引导气流横向沿导体的宽边流动，进而进一步提高散热效率。以所述线圈的轴向方向为电抗器方向，所述电抗器方向可以为竖直方向放置或水平方向放置。
12、当所述电抗器方向为竖直方向放置时，所述导流挡风板包括：第一纵向板和横向板，所述第一纵向板平行于所述线圈的轴向方向设置在所述电抗器的外围，所述横向板垂直于所述线圈的轴向方向设置在所述电抗器的外围。此时，气流在横向板的引导下可横向流动，从而使得气流沿着导体的宽边流动，从而提高散热效率。其中，所述横向板可以直接固定在所述第一纵向板上。
13、作为一种可实施的方案，所述横向板包括：第一侧横向板和第二侧横向板。第一侧横向板布置在所述电抗器的外围的第一侧，所述第一侧横向板的朝向所述电抗器的一端具有一个第一侧弧形外缘，所述第一侧弧形外缘的弯曲轨迹与所述三个绕有线圈的铁芯柱的同侧外部形状匹配；所述第二侧横向板布置在所述电抗器的外围的第二侧与所述第一侧横向板相对，所述第二侧横向板的朝向所述电抗器的一端具有一个第二侧弧形外缘，所述第二侧弧形外缘的弯曲轨迹与所述三个绕有线圈的铁芯柱的同侧外部形状匹配。
14、优选地，所述第一侧横向板与所述第二侧横向板上下交替布置，可以对气流的流动方向进行更准确的引导。
15、当所述电抗器方向为水平方向放置时，所述导流挡风板包括：第二纵向板，所述第二纵向板垂直于所述线圈的轴向方向设置在所述电抗器的外围。此时，不需要设置横向板，气流在纵向板的引导下自动是沿着导体的宽边流动的，从而提高散热效率。
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1.一种立绕电抗器，包括：一个上铁轭、一个下铁轭和三个绕有线圈的铁芯柱，其特征在于：所述线圈的绕制方法是：先用裸导体的窄边沿所述铁芯柱的圆周方向绕制成裸导体线圈，然后再对所述裸导体线圈浇铸绝缘材料从而形成一层绝缘层将所述裸导体线圈的各匝相互间隔地包覆在所述绝缘层内，从而形成所述线圈；其中：
2.如权利要求1所述的立绕电抗器，其特征在于：所述绝缘层的厚度为0.2～0.4mm。
3.如权利要求1所述的立绕电抗器，其特征在于：所述绝缘材料为环氧树脂。
4.如权利要求1所述的立绕电抗器，其特征在于：还包括绝缘垫块，设置在所述匝间间隙中。
5.如权利要求4所述的立绕电抗器，其特征在于：每一匝间间隙中均配置有所述绝缘垫块。
6.如权利要求4所述的立绕电抗器，其特征在于：以每间隔一匝、两匝或三匝设置一绝缘垫块为规律间隔配置所述绝缘垫块。
7.如权利要求1或4所述的立绕电抗器，其特征在于：还包括导流挡风板，设置在所述电抗器的外围，用于引导气流横向沿导体的宽边流动；以所述线圈的轴向方向为电抗器方向，所述电抗器方向为竖直方向放置
8.如权利要求7所述的立绕电抗器，其特征在于：所述横向板包括：
9.如权利要求8所述的立绕电抗器，其特征在于：所述第一侧横向板与所述第二侧横向板上下交替布置。
10.如权利要求7所述的立绕电抗器，其特征在于：所述横向板固定在所述第一纵向板上。
...【技术特征摘要】
1.一种立绕电抗器，包括：一个上铁轭、一个下铁轭和三个绕有线圈的铁芯柱，其特征在于：所述线圈的绕制方法是：先用裸导体的窄边沿所述铁芯柱的圆周方向绕制成裸导体线圈，然后再对所述裸导体线圈浇铸绝缘材料从而形成一层绝缘层将所述裸导体线圈的各匝相互间隔地包覆在所述绝缘层内，从而形成所述线圈；其中：
2.如权利要求1所述的立绕电抗器，其特征在于：所述绝缘层的厚度为0.2～0.4mm。
3.如权利要求1所述的立绕电抗器，其特征在于：所述绝缘材料为环氧树脂。
4.如权利要求1所述的立绕电抗器，其特征在于：还包括绝缘垫块，设置在所述匝间间隙中。
5.如权利要求4所述的立绕电抗器，其特征在于：每一匝间间隙中均...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹仲飞，徐启惠，张志俊，周亮，
申请(专利权)人：浙江意兰可电力电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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