CN101290829A - 紧凑型铁心结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种紧凑型铁心结构，其包括2～6个口字形铁心，每一个口字形铁心包括一中间铁心柱、一边柱、以及上、下轭铁，每一个边柱上套装有一个交流绕组，中间铁心柱的截面形状与边柱的截面形状不同；2～6个所述的中间铁心柱紧凑组合拼装为围绕中心360°的组合中柱，每两个中间铁心柱之间设置有一拼装绝缘隔板，组合中柱的截面外缘轮廓为圆形，组合中柱的外面套装一直流绕组。本发明有效地利用空间使铁心结构更合理，缩小饱和铁心型超导限流器和饱和电抗器等的整体体积，加强直流绕组对铁心的励磁程度，减小漏磁，降低制造成本，利于产业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁心结构，特别是一种紧凑型铁心结构，适用于有直流控制系统的设备，尤其是饱和铁心型超导故障限流器和饱和电抗器等电磁设备。
背景技术
在利用饱和电抗器原理的一些设备中，如饱和铁心型超导故障限流器等，功能实现的核心部件是铁心、直流绕组和交流绕组，其结构设计最主要是要考虑铁心与绕组布置的配合，绕组布置影响到其体积、电磁特性，对经济和制造工艺等也有很大影响。
交流绕组和直流绕组有两种耦合形式。紧耦合结构如图1所示，交流绕组5’和直流绕组6’同位于组合中柱上，它的耦合系数较高，使交流铁心达到工作要求的深度饱和状态所需要的直流励磁安匝较小，但对高电压等级来说，高压绕组在内、低压绕组在外的结构使绝缘变得困难，制作及维修难度大，另外控制直流绕组6’的直径加大，从而增加了直流绕组材料的用量，对于超导限流器来说，直流绕组6’为超导带材，价格比较昂贵，因此提高了制作成本；而传统松耦合结构如图2-1、2-2、2-3、2-4所示，直流绕组6’和交流绕组5’位于同一铁心窗口的不同铁心柱(中间铁心柱1’和边柱2’)上，即分别位于中间铁心柱1’和边柱2’上，同时使直流绕组6’与中间铁心柱1’之间以及各中间铁心柱1’组装在一起的铁心柱中心有很大的空隙，空间利用率低；同时直流绕组6’与交流绕组5’之间的耦合程度也大大降低，使得中间铁心柱1’上的漏磁增加。
基于此，本发明提出了一种新型松耦合铁心结构，可以大大缩小直流绕组所包围的中间铁心柱的直径，解决传统松耦合结构的不足，提高其耦合程度，并使设备的整体体积缩小、成本降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种紧凑型铁心结构，以便有效地利用空间，使铁心结构更合理，缩小饱和铁心型超导限流器和饱和电抗器等的整体体积，加强直流绕组与铁心的耦合程度，减小漏磁，同时降低制造成本，使其有利于产业化应用。
为达上述目的，本发明提供一种紧凑型铁心结构，其包括2～6个口字形铁心，每一个口字形铁心包括一中间铁心柱、一边柱、以及上、下轭铁，每一个边柱上套装有一个交流绕组，其特征在于：中间铁心柱的截面形状与边柱的截面形状不同；2～6个所述的中间铁心柱紧凑组合拼装为围绕中心360°的组合中柱，每两个中间铁心柱之间设置有一拼装绝缘隔板，组合中柱的截面外缘轮廓选自圆形、椭圆形、跑道形、矩形或类似形状之一，组合中柱的外面套装一直流绕组。
所述的中间铁心柱的截面形状中，位于口字形铁心内侧边为所述的组合中柱截面外缘轮廓圆形的一段圆弧，位于口字形铁心外侧边为楔形，其余两边为平行直边。
所述的楔形顶角的角度为60°、90°、120°或180°。
本发明的有益技术效果在于：本发明紧凑型铁心结构充分利用了有效空间，结构更紧凑，减小了整体体积，使铁心结构更合理，可缩小饱和铁心型超导限流器和饱和电抗器等的整体体积，加强直流绕组对铁心的励磁程度，减小漏磁，同时有效地降低了制造成本，使其有利于产业化应用。
附图说明
图1为现有的紧耦合六铁心结构示意图；
图2-1为现有的松耦合六铁心结构示意图；
图2-2为现有的松耦合四铁心结构示意图；
图2-3为现有的松耦合三铁心结构示意图；
图2-4为现有的松耦合两铁心结构示意图；
图3-1为本发明紧凑型铁心结构六铁心结构示意图；
图3-2为本发明紧凑型铁心结构四铁心结构示意图；
图3-3为本发明紧凑型铁心结构三铁心结构示意图；
图3-4为本发明紧凑型铁心结构两铁心结构示意图；
图4为本发明由六个中间铁心柱紧凑组合拼装的组合中柱的截面示意图；
图5为本发明一个楔形中间铁心柱的截面放大示意图。
图中符号说明
(现有技术)
1’ 中间铁心柱
2’ 边柱
5’ 交流绕组
6’ 直流绕组
(本发明)
1 中间铁心柱
2 边柱
3 上轭铁
4 下轭铁
5 边柱
6 直流绕组
7 拼装绝缘隔板
11 一段圆弧
12 楔形
13 平行直边
14 平行直边
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施例和具体实施方式。
如图3-1～图3-4所示，为本发明紧凑型铁心结构的示意图，紧凑型铁心结构，其包括2～6个口字形铁心，图3-1为六铁心结构，图3-2为四铁心结构，图3-3为三铁心结构，图3-4为两铁心结构，每一个口字形铁心包括一中间铁心柱1、一边柱2、以及上、下轭铁3、4，每一个边柱2上套装有一个交流绕组5，其中，中间铁心柱1的截面形状与边柱2的截面形状不同2～6个所述的中间铁心柱紧凑组合拼装为围绕中心360°的组合中柱，每两个中间铁心柱1之间设置有一拼装绝缘隔板7，组合中柱的截面外缘轮廓为圆形，还可以为椭圆形、跑道形、矩形或类似形状之一，组合中柱的外面套装一直流绕组6。
如图4所示，为本发明由六个中间铁心柱1紧凑组合拼装的组合中柱的截面示意图，以此为例，所述的中间铁心柱1的截面形状中，位于口字形铁心内侧边为所述的组合中柱截面外缘轮廓圆形的一段圆弧11，位于口字形铁心外侧边为楔形12，其余两边为平行直边13、14。图6所示为上述楔形中间铁心柱1的截面放大示意图。
所述的楔形顶角的角度为60°、90°、120°或180°。如图3-1所示的六铁心结构的楔形中间铁心柱1的顶角为60°。如图3-2所示的四铁心结构的楔形中间铁心柱1的顶角为90°。如图3-3所示的三铁心结构的楔形中间铁心柱1的顶角为120°。如图3-4所示的两铁心结构的楔形中间铁心柱1的顶角为180°，实际上就是两个中间铁心柱1背靠背贴在一起，中间有一个拼装绝缘隔板7。
本发明的紧凑型铁心结构，使得空间得到了充分利用，经过改进后的数个中间铁心柱2组成的组合中柱的外轮廓大大减小，于是直流绕组6对铁心的励磁程度加大，同时减小了直流绕组6的直径，降低了通流导线的用量，另外设备的整体体积比传统的松、紧耦合铁心结构减小了很多。
以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明与附图，并非用以限制本发明的特征，凡是本领域技术人员，按照本发明的精神所做的等效修饰或变化，皆应包含于本发明的专利范围中。
Claims (3)
1.一种紧凑型铁心结构，其包括2～6个口字形铁心，每一个口字形铁心包括一中间铁心柱、一边柱、以及上、下轭铁，每一个边柱上套装有一个交流绕组，其特征在于：中间铁心柱的截面形状与边柱的截面形状不同；2～6个所述的中间铁心柱紧凑组合拼装为围绕中心360°的组合中柱，每两个中间铁心柱之间设置有一拼装绝缘隔板，组合中柱的截面外缘轮廓选自圆形、椭圆形、跑道形、矩形或类似形状之一，组合中柱的外面套装一直流绕组。
2.如权利要求1所述的紧凑型铁心结构，其中，所述的中间铁心柱的截面形状中，位于口字形铁心内侧边为所述的组合中柱截面外缘轮廓圆形的一段圆弧，位于口字形铁心外侧边为楔形，其余两边为平行直边。
3.如权利要求2所述的紧凑型铁心结构，其中，所述的楔形顶角的角度为60°、90°、120°或180°。
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