CN112071582A - 一种新型线圈结构的开关电抗器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于变压器类产品制造技术领域，特别涉及一种新型线圈结构的开关电抗器。包括双臂线圈、铁芯部分及铁芯夹件，铁芯部分为三相三柱式结构，每相芯柱上均套设有双臂线圈，双臂线圈包括第一臂线圈和第二臂线圈，第一臂线圈和第二臂线圈相向绕制在芯柱上，分别形成第一臂内层线圈和第二臂内层线圈，第一臂线圈和第二臂线圈在芯柱高度上的中部位置进行交叉换位升至外层进行绕制，形成第一臂外层线圈和第二臂外层线圈。本发明采用交叉型线圈分布结构，使开关电抗器的两臂线圈在结构空间及磁场空间位置上完全对称且使两臂线圈在满足绝缘要求的前提下，间距离尽量缩小，以提高两臂线圈的磁耦合性能，满足开关电抗器在非桥接及桥接状态下的性能需求。
Description
技术领域
本发明属于变压器类产品制造技术领域，特别涉及一种新型线圈结构的开关电抗器。
背景技术
开关电抗器是应用于电抗式开关调压的设备，通常开关电抗器的两臂线圈采用的是双U型结构或轴向排列结构，这种型式的线圈型式在开关电抗器运行在非桥接状态时能够起到降低开关电抗器损耗的问题，但由于这种类型开关电抗器线圈磁耦合性较差，开关电抗器在桥接状态下无法实现两臂线圈最小化分压的效果，使得调压的精确性能上有较大差异。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种新型线圈结构的开关电抗器，以解决常规开关电抗器结构在桥接状态下，相应分接位置电压偏差过大，超出标准要求值的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型线圈结构的开关电抗器，包括双臂线圈、铁芯部分及铁芯夹件，所述铁芯部分为三相三柱式结构，每相芯柱上均套设有双臂线圈，所述双臂线圈包括第一臂线圈和第二臂线圈，所述第一臂线圈和第二臂线圈相向绕制在芯柱上，分别形成第一臂内层线圈和第二臂内层线圈，所述第一臂线圈和第二臂线圈在所述芯柱高度上的中部位置进行交叉换位升至外层进行绕制，形成第一臂外层线圈和第二臂外层线圈。
所述第一臂线圈和第二臂线圈的匝数相同。
所述第一臂内层线圈和第一臂外层线圈的匝数相同；所述第二臂内层线圈和所述第二臂外层线圈的匝数相同。
所述第二臂外层线圈缠绕于所述第一臂内层线圈的外侧、且与所述第一臂内层线圈平行；所述第一臂外层线圈缠绕于所述第二臂内层线圈的外侧、且与所述第二臂内层线圈平行。
所述第一臂线圈和第二臂线圈的轴向高度相等。
所述第一臂内层线圈和所述第二臂内层线圈的径向尺寸相等，所述第一臂外层线圈和所述第二臂外层线圈的径向尺寸相等。
所述第一臂线圈的两端分别设置有第一引出头和第三引出头，所述第二臂线圈的两端分别设置有第二引出头和第四引出头。
所述第一臂线圈和所述第二臂线圈在空间位置上对称。
所述第一臂线圈和所述第二臂线圈在中部的两臂线圈交叉位置处留有使内外层线圈能够顺利交叉换位的换位空间。
本发明的优点及有益效果是：本发明提供的开关电抗器采用的是一种交叉型的线圈分布结构，使开关电抗器的两臂线圈在结构空间及磁场空间位置上完全对称且使两臂线圈在满足绝缘的要求前提下，间距离尽量缩小，从而提高两臂线圈的磁耦合性能，满足开关电抗器在非桥接及桥接状态下的性能需求。
本发明新线圈结构的开关电抗器能够使两臂线圈磁耦合性能大大增加，两臂线圈耦合系数提高至0.9以上，实现了开关电抗器在桥接状态下最小化分压的效果，大大提高了采用电抗式开关调压变压器的调压的精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明的双臂线圈的结构示意图；
图4为本发明的双臂线圈的接线原理示意图。
图中：1为双臂线圈，2为铁芯部分，3为铁芯夹件，4为下部器身垫脚，11为第一臂线圈，111为第一臂内层线圈，112为第一臂外层线圈，12为第二臂线圈，121为第二臂内层线圈，122为第二臂外层线圈，13为两臂线圈交叉位置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1-3所示，本发明提供的一种新型线圈结构的开关电抗器，包括双臂线圈1、铁芯部分2及铁芯夹件3，铁芯部分2为三相三柱式结构，每相芯柱上均套设有双臂线圈1，双臂线圈1包括第一臂线圈11和第二臂线圈12，第一臂线圈11和第二臂线圈12相向绕制在芯柱上，分别形成第一臂内层线圈111和第二臂内层线圈121，第一臂线圈11和第二臂线圈12在芯柱高度上的中部位置进行交叉换位升至外层进行绕制，形成第一臂外层线圈112和第二臂外层线圈122。
第二臂外层线圈122缠绕于第一臂内层线圈111的外侧、且与第一臂内层线圈111平行；第一臂外层线圈112缠绕于第二臂内层线圈121的外侧、且与第二臂内层线圈121平行。
第一臂线圈11和第二臂线圈12的匝数相同，并且第一臂内层线圈111和第一臂外层线圈112的匝数相同，第二臂内层线圈121和第二臂外层线圈122的匝数相同。
第一臂线圈11和第二臂线圈12在空间位置上对称。第一臂线圈11和第二臂线圈12的轴向高度相等，并且第一臂内层线圈111和第二臂内层线圈121的径向尺寸相等，第一臂外层线圈112和第二臂外层线圈122的径向尺寸相等。
第一臂线圈11和第二臂线圈12在中部的两臂线圈交叉位置13处留有使内外层线圈能够顺利交叉换位的换位空间。
如图3-4所示，第一臂线圈11的两端分别设置有第一引出头A和第三引出头X，第二臂线圈12的两端分别设置有第二引出头A′和第四引出头X′。
常规的开关电抗器的线圈为双U型结构或轴向排列结构，线圈绕制时按两臂线圈分配的匝数依次由内层到外层进行绕制或由下到上进行绕制。本发明的双臂线圈1为交叉型线圈结构，绕制时先分别绕制第一臂线圈11和第二臂线圈12的内层线圈，在中部位置进行交叉换位升至外层进行绕制，如图3所示。在中部的两臂线圈交叉位置13处留有一定的换位空间，使内外层线圈能够顺利交叉换位。双臂线圈1绕制成一个组装整体后套装在铁芯的芯柱上，形成开关电抗器整体结构，如图1-2所示。
在设计交叉型线圈时，保证交叉型线圈的每部分线圈的匝数及线圈尺寸保持一致，同时在满足绝缘强度的前提下使内外层线圈间距尽量缩小，提高线圈的耦合程度，通过上述设计方式绕制后的线圈，每臂线圈的在磁场内空间位置是一致的，同时采用交叉型的线圈形式提高了两臂线圈的耦合程度，既满足开关电抗器在非桥接状态下低损耗的要求，又满足开关电抗器在桥接状态下对双臂线圈高度耦合的要求，经计算双臂线圈的耦合系数达0.9以上，实现了开关电抗器两臂绕组在桥接状态下最小化分压的效果，提高了采用电抗式开关调压变压器的调压的精度。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。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、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种新型线圈结构的开关电抗器，包括双臂线圈(1)、铁芯部分(2)及铁芯夹件(3)，其特征在于，所述铁芯部分(2)为三相三柱式结构，每相芯柱上均套设有双臂线圈(1)，所述双臂线圈(1)包括第一臂线圈(11)和第二臂线圈(12)，所述第一臂线圈(11)和第二臂线圈(12)相向绕制在芯柱上，分别形成第一臂内层线圈(111)和第二臂内层线圈(121)，所述第一臂线圈(11)和第二臂线圈(12)在所述芯柱高度上的中部位置进行交叉换位升至外层进行绕制，形成第一臂外层线圈(112)和第二臂外层线圈(122)。
2.根据权利要求1所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂线圈(11)和第二臂线圈(12)的匝数相同。
3.根据权利要求2所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂内层线圈(111)和第一臂外层线圈(112)的匝数相同；所述第二臂内层线圈(121)和所述第二臂外层线圈(122)的匝数相同。
4.根据权利要求1所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第二臂外层线圈(122)缠绕于所述第一臂内层线圈(111)的外侧、且与所述第一臂内层线圈(111)平行；所述第一臂外层线圈(112)缠绕于所述第二臂内层线圈(121)的外侧、且与所述第二臂内层线圈(121)平行。
5.根据权利要求1所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂线圈(11)和第二臂线圈(12)的轴向高度相等。
6.根据权利要求5所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂内层线圈(111)和所述第二臂内层线圈(121)的径向尺寸相等，所述第一臂外层线圈(112)和所述第二臂外层线圈(122)的径向尺寸相等。
7.根据权利要求1所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂线圈(11)的两端分别设置有第一引出头(A)和第三引出头(X)，所述第二臂线圈(12)的两端分别设置有第二引出头(A′)和第四引出头(X′)。
8.根据权利要求1所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂线圈(11)和所述第二臂线圈(12)在空间位置上对称。
9.根据权利要求1所述的新型线圈结构的开关电抗器，其特征在于，所述第一臂线圈(11)和所述第二臂线圈(12)在中部的两臂线圈交叉位置(13)处留有使内外层线圈能够顺利交叉换位的换位空间。
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