CN104851576A - 一种电感线圈及电磁器件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电感线圈，包括磁芯和线圈，其中所述线圈由扁平状导线绕制而成，且导线的扁平平面与绕制所述线圈的轴相垂直，所述线圈表面缠绕有绝缘胶带，所述绝缘胶带基本上以构成线圈的导线的延伸方向为轴而缠绕在所述导线上，以在所述线圈表面形成隔离层。本发明还提供了一种包括上述电感线圈的电磁器件。

Description

一种电感线圈及电磁器件
技术领域
本发明涉及一种电感线圈，尤其涉及一种电抗器。
背景技术
电抗器作为无功补偿手段，在电力系统中是不可缺少的，可用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，平滑电源电压中包含的尖峰脉冲，或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷,有效地保护变频器和改善功率因数。它既能阻止来自电网的干扰，又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。
电抗器通常包括线圈、支撑线圈的线架以及被线圈围绕的磁芯。其中线圈典型地通过将柔软的铜线缠绕在线架上而制成。将缠绕有线圈的线架套在磁芯上即构成了电抗器的核心部件。
由于电力设备的应用环境多在户外，因此对设备中的电抗器的防水防尘要求较高。目前传统电抗器的防水、防尘方法是，在电抗器的外侧缠绕绝缘胶带。但是由于线圈、线架和磁芯三者结合在一起之后的外形是不规则形状，因此绝缘胶带很难完全贴附在线圈上而不留下缝隙。而胶带与线圈之间的缝隙一旦形成，则胶带的防水、防尘性能将大大降低，可能无法满足对电抗器的防水、防尘要求。
为了进一步提高电抗器的防水、防尘要求，可将电抗器放入外壳中并灌封树脂。但由于外壳所占体积较大，这将导致电感器在电力设备中所占据的空间较大，容易影响电力设备的通风，导致散热性能的下降。另外由于灌封的树脂的导热性较差，也不利于线圈的散热。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种电抗器。
本发明提供了一种电感线圈，包括磁芯和线圈，其中所述线圈由扁平状导线绕制而成，且导线的扁平平面与绕制所述线圈的轴相垂直，所述线圈表面缠绕有绝缘胶带，所述绝缘胶带基本上以构成线圈的导线的延伸方向为轴而缠绕在所述导线上，以在所述线圈表面形成隔离层。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述绝缘胶带的缠绕方向垂直于所述线圈的缠绕方向。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述磁芯与所述线圈之间的空隙中填充有绝缘材料。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述电感线圈表面涂覆有防水漆。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述线圈的引出端上套有热缩套管。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述线圈的引出端上涂覆有密封胶。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述磁芯为E-I型磁芯，所述线圈套在所述E-I型磁芯的中柱上。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述磁芯中具有气隙，该气隙中设置有绝缘垫片。
根据本发明提供的电感线圈，其中所述电感线圈为电抗器、电感器、扼流线圈或变压器线圈。
本发明还提供一种包括上述电感线圈的电磁器件。
本发明提供的电感线圈，无需线架，可形成无线架的线圈，因此绝缘胶带可以紧密地贴合到线圈而不会留下缝隙，不必再额外添加外壳和灌封树脂等导致体积增大的防水、防尘部件，可在提高防水、防尘特性的同时减小体积的大小，另外不会影响到线圈的散热。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1为E-I型磁芯在未安装线圈之前的结构示意图；
图2为E形磁芯和I形磁芯组装后的结构的正视图；
图3为立式缠绕的线圈的结构示意图；
图4示出了缠绕有绝缘胶带的线圈的结构示意图；
图5为线圈组装到图1所示的E-I型磁芯之后的结构的截面示意图；
图6为具有绝缘垫片的E-I型磁芯的截面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供了一种电抗器，包括磁芯和线圈。
其中，本实施例提供的电抗器所采用的磁芯为E-I型磁芯。图1示出了这种E-I型磁芯在未安装线圈之前的结构示意图。该E-I型磁芯包括E形磁芯2和I形（即长条形）磁芯1。其中E形磁芯2具有一个中柱21和两个边柱22，中柱21的高度略低于两个边柱22。图2示出了E形磁芯2和I形磁芯1组装后的结构的正视图。组装后，I形磁芯1贴紧E形磁芯的两个边柱22。由于中柱21与两个边柱22之间存在高度差h，从而在中柱21与I形磁芯之间形成厚度为h的气隙G。气隙可帮助电感储能，如果没有气隙，磁导率较大，当一定大小的电流流过电感时即可使电感器饱和，从而失去抑制电流快速上升的作用，即电感失效。
本实施例提供的电抗器所采用的线圈为立式缠绕的线圈，其结构如图3所示。该线圈3由扁平状的导线绕制而成，且导线的扁平平面与绕制该线圈的轴相垂直。为了保证线圈的防水、防尘性能，线圈具有缠绕在其上的绝缘胶带。图4示出了缠绕有绝缘胶带4的线圈的结构示意图，其中虚线箭头示出了绝缘胶带4的缠绕方向。如图4所示，绝缘胶带的缠绕方向大致垂直于线圈3的缠绕方向，即基本上以形成线圈3的导线的延伸方向为轴而缠绕绝缘胶带4，并使绝缘胶带4紧贴在线圈3的表面，从而在线圈3表面形成与外界隔绝的隔离层，以使线圈3防水、防尘。
图5示出了线圈3组装到图1所示的E-I型磁芯之后的结构的截面示意图，其中为了清晰起见，省略了绝缘胶带4。如图5所示，线圈3套在E形磁芯2的中柱21上，位于由I形磁芯1、中柱21和边柱22围成的空间内。
本实施例提供的电抗器中，采用了由扁平导线立式缠绕而成的线圈，由于扁平导线较宽，自支撑性较好，因此其绕制过程无需线架，可形成无线架的线圈。而线圈本身的形状是规则的，因此绝缘胶带可以紧密地贴合到线圈而不会留下缝隙，从而大大提高绝缘胶带的防水、防尘性能，因此不必再额外添加外壳和灌封树脂等导致体积增大的防水、防尘部件，从而大大减小电抗器的体积。
另外，立式缠绕是一种高效率的缠绕方式，对于一定的气隙，在有限的空间内可实现更高的电感值，在实现相同电感值的条件下较其它缠绕方式所占的体积更小，因此可进一步减小电抗器的体积。
此外，传统的线圈缠绕方式中，通常需要将铜线缠绕多层才能够满足需要，而由于每层线圈之间不可避免地会留下热传导率较低的空气间隙，会使得线圈的内侧和外侧之间的温差过大，有的可能高达40℃，内部温度太高，可能导致铜线的漆包层破坏，造成匝间短路从而导致电感烧毁。而本实施例中，采用立式缠绕的线圈使用的是扁平形状的导线，并且扁平平面垂直于线圈缠绕的轴，因此线圈仅缠绕一层即可满足需要，无需缠绕多层，可防止内部温度过高，大大降低线圈的内侧和外侧之间的温差。
实施例2
如实施例1所述，中柱21与I形磁芯之间需要形成厚度为h的气隙G。但是在电抗器工作时，漏磁会导致气隙G两侧的中柱21与I形磁芯发生振动并相撞，从而导致噪音的产生。本实施例提供了一种电抗器，可避免这种噪音的产生。
本实施例提供的电抗器如图6所示，其与实施例中提供的电抗器的结构基本相同，二者的不同之处在于中柱21与I形磁芯之间设置有绝缘垫片5。该绝缘垫片抵在中柱21与I形磁芯之间，既可以充当气隙的功能，又可以保证中柱21与I形磁芯之间不会振动相撞，从而避免了噪音的产生。该绝缘垫片例如可以由硅胶等绝缘材料制成，优选由柔性的绝缘材料制成。
根据本发明提供的其它实施例，进一步地，还可以在E-I型磁芯与线圈3之间的空隙中填充环氧树脂等绝缘材料，这样可以避免E-I型磁芯与线圈3之间的碰撞，以及线圈匝与匝之间由于电磁场力的作用产生的碰撞，进一步减少噪音的产生。
根据本发明提供的其它实施例，进一步地，还可以在上述电抗器的基础上，提供其它的防水、防尘措施以进一步提高其防水、防尘性能。例如可以在线圈3与E-I型磁芯组装后，将该组装件先浸凡力水，烘烤冷却后再浸防水漆，同样可以在不增大电抗器体积的前提下进一步提高防水、防尘性能。例如，还可以在线圈3的引出端涂覆密封胶或套热缩套管，以防止引出端附近的胶带无法完全密封。通过上述防水、防尘措施中的一个或多个的结合，可以使电抗器整体也完全密封，没有任何一个位置有进水的可能，使防水等级更高。
上述实施例中以E-I型磁芯为例对根据本发明的电抗器进行了说明。但本领域技术人员可以理解的是，本发明提供的电抗器并不限于E-I型磁芯，本领域技术人员可以根据实际需要而采用其它类型的磁芯。
从本质上说，上述实施例提供的电抗器其实只是一种电感线圈，因此上述实施例中的电抗器同样可应用在其它的应用电感线圈的场合，例如电感器、变压器、扼流线圈等。因此，本发明提供的是一种电感线圈，可应用在任何使用电感线圈的场合，例如用作电抗器、电感器、扼流线圈、变压器线圈等。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种电感线圈，包括磁芯和缠绕在所述磁芯上的线圈，其中所述线圈由扁平状导线绕制而成，且导线的扁平平面与绕制所述线圈的轴相垂直，所述线圈表面缠绕有绝缘胶带，所述绝缘胶带基本上以构成线圈的导线的延伸方向为轴而缠绕在所述导线上，以在所述线圈表面形成隔离层。
2.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述绝缘胶带的缠绕方向垂直于所述线圈的缠绕方向。
3.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述磁芯与所述线圈之间的空隙中填充有绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述电感线圈表面涂覆有防水漆。
5.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述线圈的引出端上套有热缩套管。
6.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述线圈的引出端上涂覆有密封胶。
7.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述磁芯为E-I型磁芯，所述线圈套在所述E-I型磁芯的中柱上。
8.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述磁芯中具有气隙，该气隙中设置有绝缘垫片。
9.根据权利要求1所述的电感线圈，其中所述电感线圈为电抗器、电感器、扼流线圈或变压器线圈。
10.一种电磁器件，其特征在于包括根据权利要求1-9之一所述的电感线圈。
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