CN103680857A - 新结构的三相五柱电抗器 - Google Patents

Abstract

新结构的三相五柱电抗器，包含三个铁芯柱及分别套装在所述三个铁芯柱上的三组线圈；其特征在于，所述三个铁芯柱的两侧还设置有两个旁柱，上下连接有铁轭，所述两个旁柱及上、下铁轭围成所述三个铁芯柱及所套装线圈的外框架；所述三个铁芯柱为软磁材料或者片厚为0.15mm以下的超级硅钢，而所述两个旁柱和上、下铁轭是普通硅钢片。由于采用了三相五柱结构，在磁路上等效于三个单相电抗器，减少了体积，降低了成本，增强了结构强度。由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到三相五柱电抗器产品中。

Description

新结构的三相五柱电抗器

技术领域

本发明涉及一种三相五柱电抗器，特别涉及一种采用软磁材料铁芯柱的三相五柱电抗器。 

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，三电平变换器的应用领域也日益扩大。主要应用于直流不间断电源系统、航天电源系统、电动汽车、燃料电池等其它多种应用场合。近年来，电力电子装置一直向高频化、高效率方向发展，同时也使得变换器也要向高效率、高可靠性发展，同时还要小型化。其中，电抗器就是变换器中的重要组成部分。因此，如何在不增加电抗器体积的同时，还要提高其在高频环境下的效率和温升，即电抗器在高频环境下的应用已成为重点研究方向。软磁材料电抗器就是在电抗器中采用了软磁材料这种特殊的铁芯材质，如铁硅、铁硅铝、铁氧体、铁粉芯等，因为它们在高频环境下的损耗低，从而可以使整个电抗器的效率和温升在允许的范围之内。 

铁芯作为电抗器的重要部件，是整个电抗器效率是否满足要求的关键。所以用软磁材料做铁芯材质已经成为高频行业的重要应用。但是传统的三电平变换器中，是由三个单相的软磁材料电抗器组成的。它的优点是三个单相的电路和磁路是互相独立的，是互不干扰的。但同时又是由于是三个单相的电抗器，就造成了成本比较高，体积也会比较大，就在激烈的市场竞争中没有了优势。那传统的三相三柱电抗器虽然可以解决体积小和成本低的问题，但是它们三相之间的电路和磁路又是互相干扰的。 

发明内容

针对现有技术以上三个单相软磁材料电抗器的不足，本发明提出了一种结构简单、体积小、效率高、成本低的新结构的三相五柱电抗器，包含三个铁芯柱及分别套装在所述三个铁芯柱上的三组线圈；其特征在于，所述三个铁芯柱的两侧还设置有两个旁柱，上下连接有铁轭，所述两个旁柱及上、下铁轭围成所述三个铁芯柱及所套装线圈的外框架；所述三个铁芯柱为软磁材料或者片厚为0.15mm以下的超级硅钢，而所述两个旁柱和上、下铁轭是普通硅钢片。 

进一步的技术方案还可以是，所述三个铁芯柱与上、下铁轭之间设置有气隙，在所述气隙位置设置有芯柱绝缘板。 

进一步的技术方案还可以是，所述旁柱与上、下铁轭之间断开。 

进一步的技术方案还可以是，所述旁柱与上、下铁轭之间设置有气隙，在所述气隙位置设置有铁轭绝缘板。 

进一步的技术方案还可以是，所述三个铁芯柱的每一根铁芯柱由2个以上分铁芯柱上下对接组成。

根据上述结构，可以发现，由于采用了三相五柱结构，在磁路上等效于三个单相电抗器，旁柱同时提供了零序电抗的通路；由于三个铁芯柱采用了软磁材料或超级硅钢，相较于普通硅钢片铁心柱提高了电抗器抵抗高频谐波的能力，大大降低了铁芯损耗；由于采用了这种结构，相较于三个单相软磁材料电抗器，减少了体积，降低了成本，增强了结构强度；由于每一根铁芯柱由2个以上分铁芯柱上下对接组成，为此增加了每一根铁芯柱整体本身的气隙量。 

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到三相五柱电抗器产品中。 

附图说明

图1 是应用本发明的三相五柱电抗器的结构示意图。 

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本发明的具体实施方式。 

如图1所示，新结构的三相五柱电抗器，包含三个铁芯柱(11、12、13)及分别套装在所述三个铁芯柱(11、12、13)上的三组线圈(61、62、63)；所述三个铁芯柱(11、12、13)的两侧还设置有两个旁柱(41、42)，上下连接有铁轭(31、32)，所述两个旁柱(41、42)及上、下铁轭(31、32)围成所述三个铁芯柱(11、12、13)及所套装的三个线圈(61、62、63)的外框架；其中，所述三个铁芯柱(11、12、13)为软磁材料或者片厚为0.15mm以下的超级硅钢，而所述两个旁柱(41、42)和上、下铁轭(31、32)是普通硅钢片。所述软磁材料可以是铁硅、铁硅铝、铁氧体、铁粉芯等；所述超级硅钢可以是单片厚度为0.15mm以下，硅含量为6%以下的有取向硅钢片和无取向硅钢片。 

制造时，首先将两个所述旁柱(41、42)与下轭32插片固定后，在所述三个中间铁芯柱(11、12、13) 的下面分别设置形成气隙的绝缘板，例如在所述铁芯柱13的下面放1个形成气隙的芯柱绝缘板532；当然根据产品设计的电参数，也可以不用在所述铁芯柱(11、12、13)的下面设置形成气隙的芯柱绝缘板，而是将所述铁芯柱(11、12、13)直接连接到所述下轭32上。 

其次，再将三组线圈(61、62、63)分别套装在中间的三个铁芯柱(11、12、13)上，最后将所述上轭31与两旁柱(41、42)插片处理，然后再在三个铁芯柱(11、12、13)上面分别设置形成气隙的芯柱绝缘板，例如在所述铁芯柱13的上面放1个形成气隙的芯柱绝缘板531；当然根据产品设计的电参数，也可以不用在所述铁芯柱(11、12、13)的上面设置形成气隙的芯柱绝缘板，而是将所述铁芯柱(11、12、13)直接连接到所述上轭31上。其余剩下的紧固方式与传统的产品一致。 

其次，为了适当地满足电参数设计的需要，还可以在两旁柱(41、42)与所述上轭31与下轭32之间的连接部位设置气隙(33、34、35、36)或者是将它们在一个或二个接口位置予以断开。当然所述旁柱(41、42)与上、下铁轭（31、32）之间的结构可以是上下对接不放置气隙铁轭绝缘板，也可以是上下搭接无气隙。 

其次，三个铁芯柱(11、12、13)的每一根铁芯柱由3根分铁芯柱上下对接组成（图中未画出），从而增加了每一根铁芯柱整体本身的气隙量。 

Claims (5)

1.新结构的三相五柱电抗器，包含三个铁芯柱及分别套装在所述三个铁芯柱上的三组线圈；其特征在于，所述三个铁芯柱的两侧还设置有两个旁柱，上下连接有铁轭，所述两个旁柱及上、下铁轭围成所述三个铁芯柱及所套装线圈的外框架；所述三个铁芯柱为软磁材料或者片厚为0.15mm以下的超级硅钢，而所述两个旁柱和上、下铁轭是普通硅钢片。

2.根据权利要求1所述的新结构的三相五柱电抗器，其特征在于，所述三个铁芯柱与上、下铁轭之间设置有气隙，在所述气隙位置设置有芯柱绝缘板。

3.根据权利要求1或2所述的新结构的三相五柱电抗器，其特征在于，所述旁柱与上、下铁轭之间断开。

4.根据权利要求1或2所述的新结构的三相五柱电抗器，其特征在于，所述旁柱与上、下铁轭之间设置有气隙，在所述气隙位置设置有铁轭绝缘板。

5.根据权利要求1或2所述的新结构的三相五柱电抗器，其特征在于，所述三个铁芯柱的每一根铁芯柱由2个以上分铁芯柱上下对接组成。

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