CN102087901A - 含磁桥的紧凑型铁心结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含磁桥的紧凑型铁心结构，由2、4或6个独立的口字形状的铁心组成，其中各铁心外柱套装交流绕组，全部的铁心内柱拼合在一起并套装直流绕组，相邻的两个铁心窗口为同相铁心，同一相铁心上的交流绕组反向串联；在同相两个铁心边柱的上端及下端分别搭建可形成新的铁心窗口的磁桥。其适用于利用铁心磁饱和状况的变化带动交流绕组感抗的变化而进行工作的电气设备，采用本技术方案，可以使设备的限流能力得到提高；换言之，在同等限流能力下可以进一步减小设备的体积。
Description
技术领域
本发明涉及一种特殊的铁心结构，尤其涉及一种含磁桥的紧凑型铁心结构。
背景技术
利用铁心磁饱和状况的变化带动交流绕组感抗的变化进行工作的电气设备，如饱和铁心电抗器、饱和铁心型超导限流器、电机软启动设备等，其共同的工作原理是通过直流励磁来调节铁心的磁饱和程度，进而调节铁心上交流绕组的感抗值，以实现其调控或限制电流的功能。通常，直流励磁较大，铁心处于深度饱和态时，设备处于阻抗较低的通流态；直流励磁较小或为零，铁心处于非饱和态时，设备处于阻抗较大的限流态。
这类电气设备功能实现的核心部件包括：铁心、交流绕组、直流励磁绕组。在高电压等级的电气设备设计中，为使高压部件（如交流绕组）与低压部件（如直流绕组和铁心）合理地分离，有效地利用空间，减小设备的体积及重量，采用交直流绕组松耦合的紧凑型铁心结构，见图2、图3和图4所示（图中，1－交流绕组，2－铁心窗口，21－中心铁心柱，22－边柱，3－直流励磁绕组），铁心由2、4 或6个口字形（如图1所示）或其它类似形状的铁心窗口2组成，窗口外柱套装交流绕组1，所有窗口内柱拼合在一起并套装一个直流励磁绕组3。
限流能力是影响这类设备结构参数最重要的因素之一。在对设备性能要求相同时，采用能够增强限流能力的铁心结构，就可以有效地减少设备的体积、重量和材料用量。为此，亟待有更新、更好的铁心结构出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种含磁桥的紧凑型铁心结构，其可进一步增强设备限流能力的效果。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：
一种含磁桥的紧凑型铁心结构，由2、4或6个独立的口字形铁心组成，其中各铁心外柱套装交流绕组，全部的铁心内柱拼合在一起并套装直流绕组，相邻的两个铁心窗口为同相铁心，同一相铁心上的交流绕组反向串联；在同相两个铁心边柱的上端及下端分别搭建可形成新的铁心窗口的磁桥。
所述的含磁桥的紧凑型铁心结构由2个独立的口字形铁心组成，其中，在两铁心边柱的上端及下端分别搭建的磁桥为带有拐角的线型桥。
所述的含磁桥的紧凑型铁心结构由4或6个独立的口字形状的铁心组成,其中，在同一相中两铁心边柱的上端及下端分别搭建的磁桥均呈直线型。
所述的磁桥由硅钢片、非晶合金或铁氧体搭建。
所述的磁桥的截面与边柱的截面比在0.5-2之间。
本发明含磁桥的紧凑型铁心结构适用于利用铁心磁饱和状况的变化带动交流绕组感抗的变化而进行工作的电气设备，常见的设备如饱和铁心型超导故障限流器、饱和铁心电抗器、电机软启动设备等。
本发明的优点是：采用本技术方案，可以使设备的限流能力得到提高；换言之，在同等限流能力下可以进一步减小设备的体积。
附图说明
图1为单体铁心结构示意图。
图2为由2个口字形的铁心窗口组成的铁心结构示意图。
图3为由4 个口字形的铁心窗口组成的铁心结构示意图。
图4为由6个口字形的铁心窗口组成的铁心结构示意图。
图5 为本发明含磁桥的紧凑型铁心结构2铁心的结构示意图。
图6 为本发明含磁桥的紧凑型铁心结构4铁心的结构示意图。
图7 为本发明含磁桥的紧凑型铁心结构6铁心的结构示意图。
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
参阅图5、图6及图7所示，本发明含磁桥的紧凑型铁心结构由成对的一组（2、4或6个）独立的口字形状铁心组成，其中各铁心2外柱套装交流绕组1，全部的铁心内柱21拼合在一起并套装直流绕组3，相邻的两个铁心窗口为同相铁心，同一相中铁心上的交流绕组反向串联，以确保直流绕组上产生的感应电压最小。在同相两个铁心边柱22、22’的上端及下端分别搭建磁桥4，使上、下的磁桥4及两边柱22、22’形成新的铁心窗口。
下面以由6个独立的铁心构成的铁心结构为例说明含磁桥的紧凑形铁心结构。如图7所示：其各独立铁心的边柱上套有交流绕组，中间的铁心柱21由各独立铁心楔形界面的中心柱拼接在一起，外面套有直流绕组3，在每一组的两个铁心边柱22、22’的上端及下端用硅钢片将其连接，形成磁桥。磁桥的截面与铁心边柱的截面相同。
本发明的工作原理是：在同相两个铁心边柱的上端及下端分别搭建磁桥，通流态时，直流励磁绕组使铁心边柱处于深度饱和状态，同相两边柱铁心的磁势方向相同，大小基本相等，磁桥内基本无磁通。因此，磁桥对设备的通流态无明显影响。限流态时，同相中反向串联的两个交流绕组在边柱中产生方向相反的磁势，磁桥与边柱构成了新的磁通路。磁桥构成的磁通路相当于增加了一个与原有口字型铁心并联的磁通路，这样有效地增加了导磁截面积，减少了磁路长度，从而达到增强设备限流能力的效果。
上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种含磁桥的紧凑型铁心结构，由2、4或6个独立的口字形铁心组成，其中各铁心外柱套装交流绕组，全部的铁心内柱拼合在一起并套装直流绕组，相邻的两个铁心窗口为同相铁心，同一相铁心上的交流绕组反向串联；其特征在于：在同相两个铁心边柱的上端及下端分别搭建可形成新的铁心窗口的磁桥。
2.根据权利要求1所述的含磁桥的紧凑型铁心结构，其特征在于：所述的含磁桥的紧凑型铁心结构由2个独立的口字形铁心组成，其中，在两铁心边柱的上端及下端分别搭建的磁桥为带有拐角的线型桥。
3.根据权利要求1所述的含磁桥的紧凑型铁心结构，其特征在于：所述的含磁桥的紧凑型铁心结构由4或6个独立的口字形状的铁心组成,其中，在同一相中两铁心边柱的上端及下端分别搭建的磁桥均呈直线型。
4.根据权利要求1所述的含磁桥的紧凑型铁心结构，其特征在于：所述的磁桥可由硅钢片非晶合金或铁氧体搭建。
5.根据权利要求1所述的含磁桥的紧凑型铁心结构，其特征在于：所述的磁桥的截面与边柱的截面比在0.5-2之间。
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