CN102360762A - 一种铁芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁芯，包括相平行设置的中柱、两根边柱，边柱分别位于中柱的轴向的两侧，铁芯呈“日”字形，中柱的截面积小于边柱的截面积。由于本发明的铁芯其中柱的截面积小于边柱的截面积，可以减小线圈的三相磁阻不平衡度、三相阻抗不平衡度、三相电流不平衡度。

Description

一种铁芯
技术领域
 本发明涉及一种用于制造变压器、电抗器等电气设备中的铁芯。
背景技术
在变压器或电抗器及电磁线圈的设计中，首先要计算磁通量与励磁电流，与之相关的关键参数之一便是“等效磁路长度”。
常用的“日”字形铁芯的线圈的节点磁通关系如附图1所示，铁芯包括中柱和位于其两侧的边柱。分析各节点的磁通Φ的关系可以得出
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE002
由于
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE004
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE008
可得到
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE010
其中Rm为磁回路的磁阻，θ为励磁线圈的磁动势。
    而由
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE012
可以得到
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE014
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE016
其中ρm为磁阻率，lm为等效磁路长度，Sm为磁路截面积。
并且
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE020
由上述各式可得
Figure 2011102437404100002DEST_PATH_IMAGE022
即中柱的等效磁路长度是各边柱的等效磁路长度的并联之和，lm1小于lm2或lm3。而回路的磁阻
Figure 255322DEST_PATH_IMAGE012
在等效磁路长度不相等的情况下，会导致线圈出现三相磁阻不平衡，进而出现三相阻抗不平衡、三相励磁电流不平衡的情况。为防止上述不平衡的出现，就需要改变各个磁路的截面积。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过改变磁路截面积来降低线圈的三相磁阻不平衡度、三相阻抗不平衡度、三相励磁电流不平衡度的铁芯。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种铁芯，包括相平行设置的中柱、两根边柱，所述的边柱分别位于所述的中柱的轴向的两侧，所述的铁芯呈“日”字形，所述的中柱的截面积小于所述的边柱的截面积。
优选的，所述的中柱的截面积为所述的边柱的截面积的0.8-0.99倍。
优选的，所述的边柱的截面、所述的中柱的截面均为矩形。
优选的，所述的一种铁芯为叠片式铁芯或卷绕式铁芯。
进一步优选的，所述的叠片式铁芯包括若干相重叠设置的硅钢片，所述的硅钢片包括构成所述的中柱的中柱片、构成所述的边柱的两片边柱片。
进一步优选的，所述的卷绕式铁芯包括由硅钢片卷绕形成的矩形环状的第一卷绕部、第二卷绕部、第三卷绕部，所述的第一卷绕部与所述的第二卷绕部相并列设置并贴紧，所述的第三卷绕部环绕相贴紧的所述的第一卷绕部和所述的第二卷绕部的外周并贴紧所述的外周；所述的第一卷绕部与所述的第二卷绕部相贴紧的一边构成所述的中柱，所述的第三卷绕部与所述的第一卷绕部或所述的第二卷绕部相贴紧并与所述的中柱相平行的一边构成所述的边柱。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：由于本发明的铁芯其中柱的截面积小于边柱的截面积，可以减小线圈的三相磁阻不平衡度、三相阻抗不平衡度、三相电流不平衡度。
附图说明
附图1为铁芯线圈的节点磁通关系图。
附图2为本发明的铁芯的实施例一的主视图。
附图3为本发明的铁芯的实施例一的俯视图。
附图4为本发明的铁芯的实施例一的侧视图。
附图5为本发明的铁芯的实施例二的主视图。
附图6为本发明的铁芯的实施例二的俯视图。
以上附图中：1、中柱；2、边柱；3、第一卷绕部；4、第二卷绕部；5、第三卷绕部。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：参见附图2至附图4所示。
一种铁芯，为叠片式铁芯，其包括相平行设置的中柱1、两根边柱2，边柱2分别位于中柱1的轴向的两侧，铁芯呈“日”字形。叠片式铁芯包括若干相重叠设置的硅钢片，硅钢片包括构成中柱1的中柱片、构成边柱2的两片边柱片。
边柱2的截面、中柱1的截面均为矩形。中柱1的截面积小于边柱2的截面积，由此来减小线圈的三相磁阻不平衡度、三相阻抗不平衡度和三相励磁电流不平衡度。由于铁芯由若干硅钢片叠加形成，其厚度一定，即叠加的硅钢片片数相同，因此，各个中柱片的宽度小于边柱片的宽度即可实现上述方案。最为优选的，中柱1的截面积为边柱2的截面积的0.8-0.99倍，此时，可以将上述三相不平衡度均减小至小于10%。此时，中柱片的宽度为边柱片的宽度的0.8-0.99倍。
实施例二：参见附图5至附图6所示。
一种铁芯，为卷绕式铁芯，由若干硅钢片卷绕形成。
卷绕式铁芯包括由硅钢片卷绕形成的矩形环状的第一卷绕部3、第二卷绕部4、第三卷绕部5，第一卷绕部3与第二卷绕部4相并列设置并贴紧，第三卷绕部5环绕相贴紧的第一卷绕部3和第二卷绕部4的外周并贴紧外周；第一卷绕部3与第二卷绕4部相贴紧的一边构成中柱1，第三卷绕部5与第一卷绕部3或第二卷绕部4相贴紧并与中柱1相平行的一边构成边柱2。由于卷绕形成的铁芯的中柱1的截面积要小于边柱2的截面积，因此，第三卷绕部5的厚度要大于第一卷绕部3或第二卷绕部4的厚度。同样，中柱1的截面积为边柱2的截面积的0.8-0.99倍时为最佳状态。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种铁芯，包括相平行设置的中柱、两根边柱，所述的边柱分别位于所述的中柱的轴向的两侧，所述的铁芯呈“日”字形，其特征在于：所述的中柱的截面积小于所述的边柱的截面积。
2.根据权利要求1所述的一种铁芯，其特征在于：所述的中柱的截面积为所述的边柱的截面积的0.8-0.99倍。
3.根据权利要求1所述的一种铁芯，其特征在于：所述的边柱的截面、所述的中柱的截面均为矩形。
4.根据权利要求1所述的一种铁芯，其特征在于：所述的一种铁芯为叠片式铁芯或卷绕式铁芯。
5.根据权利要求4所述的一种铁芯，其特征在于：所述的叠片式铁芯包括若干相重叠设置的硅钢片，所述的硅钢片包括构成所述的中柱的中柱片、构成所述的边柱的两片边柱片。
6.根据权利要求4所述的一种铁芯，其特征在于：所述的卷绕式铁芯包括由硅钢片卷绕形成的矩形环状的第一卷绕部、第二卷绕部、第三卷绕部，所述的第一卷绕部与所述的第二卷绕部相并列设置并贴紧，所述的第三卷绕部环绕相贴紧的所述的第一卷绕部和所述的第二卷绕部的外周并贴紧所述的外周；所述的第一卷绕部与所述的第二卷绕部相贴紧的一边构成所述的中柱，所述的第三卷绕部与所述的第一卷绕部或所述的第二卷绕部相贴紧并与所述的中柱相平行的一边构成所述的边柱。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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