CN105140004A - 提高ac相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，包括A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱、两个横轭铁芯以及分别套至于A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱上的线圈，各相铁芯柱依次间隔地连接于所述两个横轭铁芯之间，该两个横轭铁平行间隔设置；各相铁芯柱的横截面积相等，A相铁芯柱和所述C相铁芯柱的磁路长度均分别为Lc1，且其导磁率为u1；所述B相铁芯柱的磁路长度为Lc2，且其导磁率为u2；其中，u1/Lc1=u2/Lc2，且Lc1>Lc2。本发明采用让AC两相铁芯柱的导磁率高于B相铁芯柱，去修正因B相铁芯柱因磁路长度短致使B相电感量高的现象，使得相同匝数的每一相的输出电感量基本相等，使其能应用于三相电抗器系统并满足三相电抗器的电感量不平衡率≤4%的要求。

Description

提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器

技术领域

本发明涉及电抗器领域，尤其涉及的是一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器。

背景技术

金属磁粉芯通常将相应的磁性材料粉末与粘结剂混合，通过模压，固化，一般制成环形、条形等形状，适用于各种电感，尤其适用于某些EMI/RFI滤波电感、某些高频率低损耗要求的电感器等。由于大量掺入非磁性物质，相当于把气隙分布到磁芯中，磁场能量就分布储存于整个磁芯中，避免了由于集中气隙所产生的强烈的电磁辐射与高频损耗。金属磁粉芯还具有温度高、高低温特性稳定、导磁率稳定等显著优点，具有优良的抗饱和特性和高频特性，导磁率在很宽频率范围内具有良好的恒定特性。

单相电感采用金属磁粉芯，在业内早已大批量使用。但对于三相电感，常使用的铁芯结构形式为三相三芯柱，由于金属磁粉芯把气隙基本均匀的分布到磁芯中去了，其有效导磁率比硅钢低很多。例如，常使用的铁硅有效导磁率在10μ～100μ之间。若使用金属磁粉芯，由三相三芯柱的结构可知，A、C相的磁路长度大于B相，由电感公式L=(4*π*μ*N*N*A)/Lc可知，磁路长度Lc越长则电感量L越小，成反比例变化。这就意味着，当三相三芯柱电抗器其铁芯若采用金属磁粉芯，那么，三相电感量就会不相等，视三相的磁路长度偏差比例而相应超差。其三相电感量平衡率有时甚至会超出30%以上。所以，这就是目前行业内没有采用金属磁粉芯制作三相电感的原因。

目前本领域有效的通用做法为，若需要使用到三相的金属磁粉芯电感，就将其分解成三个单相电感，使用环形或口字型金属磁粉芯制作，再用三个单相连接成三相电感使用。将三相分解成三个单相电感制作时，产品成本、体积、损耗、生产工时等均会相应增加较多，不利于产品的小型化、低成本、低损耗和国家提倡的节能降耗的理念。

因此，现有技术存在缺陷，亟需改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术的缺陷，提供一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器。

本发明解决技术问题采用的技术手段是：提供一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，包括A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱、两个横轭铁芯以及分别套至于所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱上的线圈，所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱依次间隔地连接于所述两个横轭铁芯之间，该两个横轭铁平行间隔设置；

所述A相铁芯柱、所述B相铁芯柱以及所述C相铁芯柱的横截面积相等，所述A相铁芯柱和所述C相铁芯柱的磁路长度均分别为Lc1，且其导磁率为u1；所述B相铁芯柱的磁路长度为Lc2，且其导磁率为u2；其中，u1/Lc1=u2/Lc2，且Lc1>Lc2。

在本发明提供的一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器中，所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱均分别包括一条磁粉芯或多条磁粉芯。

在本发明提供的一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器中，所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱均分别包括多条同轴设置的磁粉芯，该多条磁粉芯采用环氧胶固定。

在本发明提供的一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器中，所述磁粉芯为铁硅铝磁粉芯、硅铁磁粉芯、铁硅镍磁粉芯、高磁通铁镍磁粉芯以及铁镍钼磁粉芯中的一种。

在本发明提供的一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器中，所述横轭铁呈长方体状

实施本发明中的提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器具有以下有益效果：

本发明采用让AC两相铁芯柱的导磁率高于B相铁芯柱，去修正因B相铁芯柱因磁路长度短致使B相电感量高的现象，使得相同匝数的每一相的输出电感量基本相等，使其能应用于三相电抗器系统并满足三相电抗器的电感量不平衡率≤4%的要求。

附图说明

图1是本发明一优选实施例中的提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1示出了本发明一优选实施例中的一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，包括A相铁芯柱200a、B相铁芯柱200b、C相铁芯柱200c、两个横轭铁100以及分别套至于所述A相铁芯柱200a、B相铁芯柱200b、C相铁芯柱200c上的线圈300，所述A相铁芯200a、B相铁芯柱200b、C相铁芯柱200c依次间隔地连接于所述两个横轭铁100之间，该两个横轭铁100平行间隔设置。

所述A相铁芯柱200a、所述B相铁芯柱200b以及所述C相铁芯柱200c的横截面积相等，所述A相铁芯柱200a和所述C相铁芯柱200c的磁路长度均分别为Lc1，且其导磁率为u1；所述B相铁芯柱200b的磁路长度为Lc2，且其导磁率为u2；其中，u1/Lc1=u2/Lc2，且Lc1>Lc2。

具体地，所述A相铁芯柱200a、B相铁芯柱200b、C相铁芯柱200c均可以分别采用一条磁粉芯制成。当然，所述A相铁芯柱200a、B相铁芯柱200b、C相铁芯柱200c也可以均分别包括多条同轴设置的磁粉芯，该多条磁粉芯采用环氧胶固定。该两个横轭铁100均呈长方体状。

在本实施例中，所述磁粉芯可以为铁硅铝磁粉芯、硅铁磁粉芯、铁硅镍磁粉芯、高磁通铁镍磁粉芯以及铁镍钼磁粉芯中的一种，当然其并不限于此。

实施例：

某三相铁硅电抗器，采用三芯柱结构，其A相铁芯柱200a、C相铁芯柱200c的磁路长度Lc1=120cm,B相铁芯柱200b的磁路长度Lc2=90cm,若A相铁芯柱200a、C相铁芯柱200c采用的铁硅导磁率μ1=120，根据u1/Lc1=u2/Lc2可得B相铁芯柱200b需要使用导磁率μ2=90的铁硅材料，则可使三相电感量基本相等，满足三相电抗器的电感量不平衡率≤4%的要求。备注，本发明的铁芯导磁率μ是指各磁路长度内的平均导磁率。

本发明采用让A相铁芯柱200a和C相铁芯柱200c的导磁率高于B相铁芯柱200b，去修正因B相铁芯柱200b因磁路长度短致使B相电感量高的现象，使得相同匝数的每一相的输出电感量基本相等，使其能应用于三相电抗器系统并满足三相电抗器的电感量平衡率≤4%的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，包括A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱、两个横轭铁芯以及分别套至于所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱上的线圈，所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱依次间隔地连接于所述两个横轭铁芯之间，该两个横轭铁芯平行间隔设置；其特征在于，所述A相铁芯柱、所述B相铁芯柱以及所述C相铁芯柱的横截面积相等，所述A相铁芯柱和所述C相铁芯柱的磁路长度均分别为Lc1，且其导磁率为u1；所述B相铁芯柱的磁路长度为Lc2，且其导磁率为u2；其中，u1/Lc1=u2/Lc2，且Lc1>Lc2。

2.根据权利要求1所述的提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，其特征在于，所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱均分别包括一条磁粉芯或多条磁粉芯。

3.根据权利要求1所述的提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，其特征在于，所述A相铁芯柱、B相铁芯柱、C相铁芯柱均分别包括多条同轴设置的磁粉芯，该多条磁粉芯采用环氧胶固定。

4.根据权利要求2或3所述的提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，其特征在于，所述磁粉芯为铁硅铝磁粉芯、硅铁磁粉芯、铁硅镍磁粉芯、高磁通铁镍磁粉芯以及铁镍钼磁粉芯中的一种。

5.根据权利要求2或3所述的提高AC相导磁率的三相金属磁粉芯电抗器，其特征在于，所述横轭铁呈长方体状。