CN105575623B - 电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电抗器，包括：方柱铁芯；无磁不锈钢夹板，设置在方柱铁芯的相对两个表面上；降噪硅胶棒，突出地安装在无磁不锈钢夹板上；线圈，无磁不锈钢夹板的外部由上至下依次套装有多个线圈，相邻两个线圈之间均设置有一个第一绝缘隔离板，降噪硅胶棒的自由端抵住线圈的内壁；上轭铁芯，设置在方柱铁芯的上端，且上轭铁芯与离上轭铁芯最近的那个线圈之间设置有第二绝缘隔离板；下轭铁芯，设置在方柱铁芯的下端，且下轭铁芯与离下轭铁芯最近的那个线圈之间设置有第三绝缘隔离板。本发明具有结构简单、成本低、线圈分布电容小、线圈漏感小、使用寿命长的特点。

Description

电抗器

技术领域

本发明涉及电子元件领域，特别涉及一种电抗器。

背景技术

近年来，考虑到环境污染和能源安全等方面，电动汽车的研究得到了飞速的发展。电动汽车包括纯电动汽车、混合动力车和燃料电池电动汽车三大类。双向DC/DC变换器是应用到电动汽车的一项重要技术。目前，蓄电池电动汽车技术已经有了较成熟的发展，但由于蓄电池可靠性差且储能小，电动和内燃机驱动相结合的混合车辆的研究已经成为了我国一些企业和科研院所的发展重点。

混合电动车由无刷直流发电机、逆变器与驱动用交流电动机和蓄电池与双向直流变换等三部分组成。其工作过程是：启动发动机，蓄电池通过双向直流变换器向无刷直流电机供电，无刷直流电机驱动发动机使其启动，作为电动机运行。发动机正常工作后，传动发电机发出直流电，发电机的电能一方面给电池充电，另一方面给逆变器供电，使交流电动机工作，驱动车辆。电动车加速时，发电机和蓄电池同时向逆变器供电，交流电动机输出功率加大。车辆下坡或制动时，电动机转为再生制动状态，逆变器将电动机能量返回，通过双向直流变换器回到蓄电池。

然而，现有技术中的电抗器具有以下缺点：(1)磁芯模块组成较多，功率密度较小、结构复杂成本高；(2)线圈分布电容较大；(3)线圈漏感较大。

发明内容

本发明提供了一种结构简单、成本低、线圈分布电容小、线圈漏感小、使用寿命长的电抗器。

为解决上述问题，作为本发明的一个方面，提供了一种电抗器，包括：方柱铁芯；无磁不锈钢夹板，设置在方柱铁芯的相对两个表面上；降噪硅胶棒，突出地安装在无磁不锈钢夹板上；线圈，无磁不锈钢夹板的外部由上至下依次套装有多个线圈，相邻两个线圈之间均设置有一个第一绝缘隔离板，降噪硅胶棒的自由端抵住线圈的内壁；上轭铁芯，设置在方柱铁芯的上端，且上轭铁芯与离上轭铁芯最近的那个线圈之间设置有第二绝缘隔离板；下轭铁芯，设置在方柱铁芯的下端，且下轭铁芯与离下轭铁芯最近的那个线圈之间设置有第三绝缘隔离板。

优选地，电抗器包括两个方柱铁芯，两个方柱铁芯平行设置。

优选地，两个方柱铁芯上套装的线圈个数相同，且第一绝缘隔离板上设置有两个用于安装方柱铁芯的过孔。

优选地，线圈与方柱铁芯之间还设置有多层绝缘层。

优选地，方柱铁芯的竖棱处设置有玻璃纤维直角撑条，方柱铁芯通过玻璃纤维直角撑条与过孔的角部抵接。

优选地，电抗器还包括上铁芯夹板，上轭铁芯的相对两侧分别设置有一个上铁芯夹板，两个上铁芯夹板通过贯穿上轭铁芯的上支架螺杆安装到上轭铁芯上。

优选地，电抗器还包括两个端子盒和多个接线端子，一个端子盒安装到一个上铁芯夹板上，另一个端子盒与该一个端子盒连接，多个接线端子夹持并固定在两个端子盒之间。

优选地，电抗器还包括下铁芯夹板，下轭铁芯的相对两侧分别设置有一个下铁芯夹板，两个下铁芯夹板通过贯穿下轭铁芯的下支架螺杆安装到下轭铁芯上。

优选地，第一绝缘隔离板、第二绝缘隔离板和第三绝缘隔离板上均开设有通风散热槽。

本发明具有结构简单、成本低、线圈分布电容小、线圈漏感小、使用寿命长的特点。

附图说明

图1示意性地示出了本发明的分解图；

图2示意性地示出了本发明的剖视图；

图3示意性地示出了本发明的局部剖视分解图。

图中附图标记：1、方柱铁芯；2、无磁不锈钢夹板；3、降噪硅胶棒；4、线圈；5、第一绝缘隔离板；6、上轭铁芯；7、第二绝缘隔离板；8、下轭铁芯；9、第三绝缘隔离板；10、玻璃纤维直角撑条；11、上铁芯夹板；12、上支架螺杆；13、端子盒；14、接线端子；15、下铁芯夹板；16、下支架螺杆；17、通风散热槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

请参考图1至图3，本发明提供了一种电抗器，包括：方柱铁芯1，其中，方柱铁芯1可采用超薄型高导磁取向硅钢片；无磁不锈钢夹板2，设置在方柱铁芯1的相对两个表面上，从而增加了机械强度；降噪硅胶棒3，突出地安装在无磁不锈钢夹板2上；线圈4，无磁不锈钢夹板2的外部由上至下依次套装有多个线圈4，相邻两个线圈4之间均设置有一个第一绝缘隔离板5，降噪硅胶棒3的自由端抵住线圈4的内壁，避免了产品在工作过程中由于电磁作用而引起震动的噪音；上轭铁芯6，设置在方柱铁芯1的上端，且上轭铁芯6与离上轭铁芯6最近的那个线圈4之间设置有第二绝缘隔离板7；下轭铁芯8，设置在方柱铁芯1的下端，且下轭铁芯8与离下轭铁芯8最近的那个线圈4之间设置有第三绝缘隔离板9。

在上述技术方案中，本发明中的电抗器的线圈在结构设计方面采用了分工结构和交叉立绕方式，增加了耦合，减小漏感和分布电容，能够有效的抑制浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部震荡产生的电磁干扰作用。另外，采用立绕方式，可降低线圈的高度，同时也降低了铁芯柱的高度，使硅钢片用量减少，降低了铁损、提高了效率，减了小电抗器的外形尺寸，与箔绕同等容量电抗器相比，铁芯材料下降了38％,铁损低、效率高、单层线圈绕制，减小分布电容。提高了产品的可靠性。采用交叉立绕方式可增加线圈的表面散热面积，取消层间H级绝缘材料的使用，避免国外对H级材料的出口限制。

本发明损耗低、涡流小、不易高频饱和，实现了单台大功率、高频化(从原先的10KHz提高到32KHz)的目的，满足了在开关频率过高也能达到高能效之目的，特别适用于开关电源及DC/DC直流变换器的应用领域，本发明具有比磁芯模块组成同等大功率电抗器具有造价低、维护方便等优势。

在上述技术方案中，线圈可采用专用生产治具一次成型，无需焊接导电排，与传统箔绕线圈相比，大大的减少了员工的工作强度，和生产工序周转周期，产量同比提高了30％-40％左右。本发明无需采用氩弧焊焊接，减少了氩气成本、电能成本人工工时成本，并且非常有效的减少了对环境的污染和对生产员工的职业危害。本发明整机的温升从原来的100K可控制在70K以内,使产品使用的寿命延长。

优选地，电抗器包括两个方柱铁芯1，两个方柱铁芯1平行设置。优选地，两个方柱铁芯1上套装的线圈4个数相同，且第一绝缘隔离板5上设置有两个用于安装方柱铁芯1的过孔。

优选地，线圈4与方柱铁芯1之间还设置有多层绝缘层。例如，可采用三层外包的NMN绝缘纸，从而增加线圈与铁芯之间的绝缘。

优选地，方柱铁芯1的竖棱处设置有玻璃纤维直角撑条10，方柱铁芯1通过玻璃纤维直角撑条10与过孔的角部抵接。方柱铁芯1的四个90度直角位置用玻璃纤维直角撑条10固定，用以增加绝缘强度和电气距离和防止安装时铁芯尖角损伤线圈。

优选地，电抗器还包括上铁芯夹板11，上轭铁芯6的相对两侧分别设置有一个上铁芯夹板11，两个上铁芯夹板11通过贯穿上轭铁芯6的上支架螺杆12安装到上轭铁芯6上。

优选地，电抗器还包括两个端子盒13和多个接线端子14，一个端子盒安装到一个上铁芯夹板11上，另一个端子盒13与该一个端子盒13连接，多个接线端子14夹持并固定在两个端子盒13之间。

优选地，电抗器还包括下铁芯夹板15，下轭铁芯8的相对两侧分别设置有一个下铁芯夹板15，两个下铁芯夹板15通过贯穿下轭铁芯8的下支架螺杆16安装到下轭铁芯8上。

优选地，第一绝缘隔离板5、第二绝缘隔离板7和第三绝缘隔离板9上均开设有通风散热槽17。这样，增加了线圈内部和铁芯的散热通道和面积，使产品内部空气流通较快从而增加散热速度，保证产品在工作时处于较低的温度提高了产品的使用寿命。

本发明可用于新能源纯电动、混合动力汽车，车载DCDC直流变换器电路中，其功耗低、高效率、节能型、长寿命，能够很好地匹配新能源电气车推广的环保、节约能源产品的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电抗器，其特征在于，包括：

方柱铁芯(1)；

无磁不锈钢夹板(2)，设置在所述方柱铁芯(1)的相对两个表面上；

降噪硅胶棒(3)，突出地安装在所述无磁不锈钢夹板(2)上；

线圈(4)，所述无磁不锈钢夹板(2)的外部由上至下依次套装有多个所述线圈(4)，相邻两个所述线圈(4)之间均设置有一个第一绝缘隔离板(5)，所述降噪硅胶棒(3)的自由端抵住所述线圈(4)的内壁；

上轭铁芯(6)，设置在所述方柱铁芯(1)的上端，且所述上轭铁芯(6)与离所述上轭铁芯(6)最近的那个线圈(4)之间设置有第二绝缘隔离板(7)；

下轭铁芯(8)，设置在所述方柱铁芯(1)的下端，且所述下轭铁芯(8)与离所述下轭铁芯(8)最近的那个线圈(4)之间设置有第三绝缘隔离板(9)。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器包括两个所述方柱铁芯(1)，所述两个方柱铁芯(1)平行设置。

3.根据权利要求2所述的电抗器，其特征在于，所述两个方柱铁芯(1)上套装的所述线圈(4)个数相同，且所述第一绝缘隔离板(5)上设置有两个用于安装所述方柱铁芯(1)的过孔。

4.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述线圈(4)与所述方柱铁芯(1)之间还设置有多层绝缘层。

5.根据权利要求3所述的电抗器，其特征在于，所述方柱铁芯(1)的竖棱处设置有玻璃纤维直角撑条(10)，所述方柱铁芯(1)通过所述玻璃纤维直角撑条(10)与所述过孔的角部抵接。

6.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器还包括上铁芯夹板(11)，所述上轭铁芯(6)的相对两侧分别设置有一个所述上铁芯夹板(11)，所述两个上铁芯夹板(11)通过贯穿所述上轭铁芯(6)的上支架螺杆(12)安装到所述上轭铁芯(6)上。

7.根据权利要求6所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器还包括两个端子盒(13)和多个接线端子(14)，一个所述端子盒安装到一个所述上铁芯夹板(11)上，另一个所述端子盒(13)与该一个所述端子盒(13)连接，所述多个接线端子(14)夹持并固定在所述两个端子盒(13)之间。

8.根据权利要求6所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器还包括下铁芯夹板(15)，所述下轭铁芯(8)的相对两侧分别设置有一个所述下铁芯夹板(15)，所述两个下铁芯夹板(15)通过贯穿所述下轭铁芯(8)的下支架螺杆(16)安装到所述下轭铁芯(8)上。

9.根据权利要求1述的电抗器，其特征在于，所述第一绝缘隔离板(5)、第二绝缘隔离板(7)和第三绝缘隔离板(9)上均开设有通风散热槽(17)。