CN116884741A - 电子设备及其电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子设备及其电抗器，该电抗器包括：用于N相供电系统，具有N个相绕组，具有M个磁环，N≥3，M为N的整数倍，每个所述磁环上有N个绕线段，其中有1个反向绕线段，其余N‑1个为正向绕线段；每个所述相绕组由位于不同所述磁环的绕线段串联构成，在每个所述磁环上分别具有1个绕线段，每个所述相绕组有1个反向绕线段，其余为正向绕线段。该电抗器在工频电流的任何一个瞬时值下，各相绕组经过各个磁环的总感量始终维持很好的一致性；感量波动值大幅降低；不会出现感量衰减、电流失控的情况；当磁环为铁粉芯磁环时，具有较好直流偏置特性与较好的高频特性，实现电力产品高频化小型化的发展需求。

Description

电子设备及其电抗器

技术领域

本发明涉及电感技术领域，尤其涉及一种电子设备及其电抗器。

背景技术

根据现有磁材的特性，在三相供电/逆变系统中，硅钢片、非晶、铁粉芯这三类磁材更适合应用于功率滤波电感的应用。

但这三种磁材各自存在一定的缺陷：

(1)硅钢片无法应用于10kHz以上的载频电路，成为了相关产品高频化小型化的瓶颈；

(2)非晶及纳米晶材料的成本高昂；

(3)铁粉芯虽然高频特性好、性价比较高，但其存在严重的直流偏置现象，造成工频电流峰值处的实际滤波感量远低于静态感量的问题。见图1，磁导率随着直流磁场强度的升高出现严重的非线性衰减。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种电子设备及其电抗器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电抗器，包括：

用于N相供电系统，具有N个相绕组，具有M个磁环，N≥3，M为N的整数倍，每个所述磁环上有N个绕线段，其中有1个反向绕线段，其余N-1个为正向绕线段；每个所述相绕组由位于不同所述磁环的绕线段串联构成，在每个所述磁环上分别具有1个绕线段，每个所述相绕组有1个反向绕线段，其余为正向绕线段。

在一些实施例中，所述电抗器多级串联组合应用，且所述磁环的空间分布相互交错、重新排序。

在一些实施例中，每一所述磁环上设有N个绕线区；

各个所述相绕组的绕线段绕设在对应的所述绕线区上。

在一些实施例中，同一个所述相绕组在所有所述磁环的绕线匝数相同。

在一些实施例中，每个所述磁环包括多个子磁环。

在一些实施例中，所述磁环为铁粉芯磁环。

在一些实施例中，N个所述相绕组层叠绕设至所有所述磁环上。

在一些实施例中，所有所述相绕组的初始进线端在同一个所述磁环上。

在一些实施例中，至少一个所述相绕组的初始进线端与其余所述相绕组的初始进线端不在同一个所述磁环上。

本发明还构造一种电子设备，包括上述任一项实施例所述的电抗器。

实施本发明具有以下有益效果：该电抗器在工频电流的任何一个瞬时值下，各相绕组经过各个磁环的总感量始终维持很好的一致性；所有的差模感量和共模感量的变化同步进行，且感量波动值大幅降低；在实际工频电流的应用时，各个磁环可能会依次进入饱和状态，但由于其余磁环感量的限制，不会出现感量衰减、电流失控的情况；当磁环为铁粉芯磁环时，既具有较好直流偏置特性，又保留了铁粉芯磁材较好的高频特性，实现电力电子产品高频化小型化的发展需求，同时，该电抗器整体结构灵活，便于整机的风道设计，绕制工艺更简单。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，应当理解地，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他相关的附图。附图中：

图1是不同材料磁芯的磁导率随着直流磁场强度的升高而变化的示意图；

图2是本发明一些实施例中的电抗器配置三个磁环的示意图；

图3是本发明一些实施例中的电抗器配置四个磁环的示意图；

图4是本发明一些实施例中的电抗器的结构示意图；

图5是理想的三相工频电流的变化规律示意图；

图6是常规单相磁环绕制方式的结构示意图；

图7是电抗器的波形整合示意图；

图8是本发明一些实施例中的电抗器的平面示意图；

图9是本发明一些实施例中的电抗器各个磁环对应的工频磁场强度标识图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。当一个元件被称为在另一元件“上”或“下”时，该元件能够“直接地”或“间接地”位于另一元件之上，或者也可能存在一个或更多个居间元件。术语“第一”、“第二”、“第三”等仅是为了便于描述本技术方案，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

本发明示出了一种电力设备，该电力设备包括电抗器。该电力设备可包括但不限于变频器、逆变器等各类使用电抗器的电力产品。

该电抗器在一些实施例中可包括：

用于N相供电系统，具有N个相绕组，具有M个磁环，N≥3，M为N的整数倍，每个磁环上有N个绕线段，其中有1个反向绕线段，其余N-1个为正向绕线段；每个相绕组由位于不同磁环的绕线段串联构成，在每个磁环上分别具有1个绕线段，每个相绕组有1个反向绕线段，其余为正向绕线段。

在一些实施例中，电抗器多级串联组合应用，且磁环的空间分布相互交错、重新排序。

在一些实施例中，每一磁环上设有N个绕线区；

各个相绕组的绕线段绕设在对应的绕线区上。

在一些实施例中，同一个相绕组在所有磁环的绕线匝数相同。

在一些实施例中，每个磁环包括多个子磁环。

在一些实施例中，磁环为铁粉芯磁环。

在一些实施例中，N个相绕组层叠绕设至所有磁环上。

在一些实施例中，所有相绕组的初始进线端在同一个磁环上。

在一些实施例中，至少一个相绕组的初始进线端与其余相绕组的初始进线端不在同一个磁环上。在一些实施例中，在绕组电流均为正向的前提下，反向绕线段在磁环内的磁力线方向为顺时针方向，正向绕线段在磁环内的磁力线方向为逆时针方向。或者，在绕组电流均为正向的前提下，反向绕线段在磁环内的磁力线方向为逆时针方向，正向绕线段在磁环内的磁力线方向为顺时针方向。

在一些实施例中，N为大于或等于3的正整数，如该N可以是3、4、5等。则M可为3、6、9、12、15等。

例如图2所示，当N为3，且M为3时，有3个磁环和3个相绕组，3个相绕组在每个磁环上形成1个反向绕线段与2个正向绕线段(由图2纵向看)，且各个相绕组均仅具有1个反向绕线段(由图2横向看)，类似于阵列排布，每个纵横交叉点只有1个反向绕线段。

例如图3所示，当N为4，且M为4时，有4个磁环和4个相绕组，4个相绕组在每个磁环上形成1个反向绕线段与3个正向绕线段(由图3纵向看)，且各个相绕组均仅具有1个反向绕线段(由图3横向看)，类似于阵列排布，每个纵横交叉点只有1个反向绕线段。

以下以三相电为例，对本申请技术方案进行阐述。

如图4所示，本发明示出了一种电抗器(或者可称为三相电抗器)，电抗器利用三相供电的相位关系，配以三组绕制方式不同的磁环绕组，分别通过工频、载频磁场强度的叠加和抵消，实现了三组磁环相互补偿的工作方式，从而解决了磁材如铁粉芯磁材直流偏置严重、实际滤波感量(工频电流峰值处)远低于静态感量的问题。

在本实施例中，磁环的数量可为三个，包括第一磁环10、第二磁环20和第三磁环30。

N个相绕组可包括第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60，分别具有3个绕线段，每一绕线段绕设至与之对应的磁环上。第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60在每个磁环上形成1个反向绕线段和2个正向绕线段，且第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60均仅具有1个反向绕线段。

在第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的电流均为正向的前提下，反向绕线段在磁环内的磁力线方向与所述正向绕线段在磁环内的磁力线方向相反。

在一些实施例中，在绕组电流均为正向的前提下，反向绕线段在磁环内的磁力线方向为顺时针方向，两个正向绕线段在磁环内的磁力线方向为逆时针方向。或者，在绕组电流均为正向的前提下，反向绕线段在磁环内的磁力线方向为逆时针方向，两个正向绕线段在磁环内的磁力线方向为顺时针方向。

例如，第一相绕组40可包括相连的第一绕线段41、第二绕线段42、第三绕线段43，第一绕线段41绕制在第一磁环10上，形成反向绕线段；第二绕线段42绕制在第二磁环20上，形成正向绕线段；第三绕线段43绕制在第三磁环30上，形成正向绕线段。可知，第一相绕组40具有1个反向绕线段和2个正向绕线段，该反向绕线段在第一磁环10上形成，2个正向绕线段在第二磁环20和第三磁环30上形成。

第二相绕组50可包括相连的第四绕线段51、第五绕线段52、第六绕线段53，第四绕线段51绕制在第一磁环10上，形成正向绕线段；第五绕线段52绕制在第二磁环20上，形成反向绕线段；第六绕线段53绕制在第三磁环30上，形成正向绕线段。可知，第二相绕组50具有1个反向绕线段和2个正向绕线段，该反向绕线段在第二磁环20上形成，2个正向绕线段在第一磁环10和第三磁环30上形成。

第三相绕组60可包括相连的第七绕线段61、第八绕线段62、第九绕线段63，第七绕线段61绕制在第一磁环10上，形成正向绕线段；第八绕线段62绕制在第二磁环20上，形成正向绕线段；第九绕线段63绕制在第三磁环30上，形成反向绕线段。可知，第三相绕组60具有1个反向绕线段和2个正向绕线段，该反向绕线段在第三磁环30上形成，2个正向绕线段在第一磁环10和第二磁环20上形成。

以图4的视角箭头为参考视角，当第一相绕组40的电流输入端(也可以是被定义为初始进线端)输入正电流(由U-in流向U-out)时，根据右手螺旋定则，此时第一磁环10上的第一绕线段41磁感应产生的磁力线在第一磁环10内的方向为顺时针方向，则第一绕线段41在本方案说明中被称为反向绕线段。

同理，当第二相绕组50的电流输入端输入正电流(由V-in流向V-out)时，第一磁环10上的第二绕线段51磁感应产生的磁力线在第一磁环10内的方向为逆时针方向，则第二绕线段51在本方案说明中被称为正向绕线段。

综上，被定义为正向绕线段的所有绕线段均是因为正向电流流过该绕线段时，该绕线段产生了逆时针方向的磁力线；被定义为反向绕线段的所有绕线段均是因为正向电流流过该绕线段时，该绕线段产生了顺时针方向的磁力线。

进一步地，对于顺时针方向或者逆时针方向可能会因为视角不同而存在区别。因此，只要满足在同1个磁环内，具备1个反向绕线段以及2个正向绕线段的绕制规则即可。

在一些实施例中，以图4为例，第一绕线段41由第一磁环10的内腔一侧顺时针绕制在该第一磁环10上并可由该第一磁环10的内腔一侧出该第一磁环10，该第二绕线段42可以是由第二磁环20的外侧沿该第二磁环20顺时针方向绕制在该第二磁环20上并可由该第二磁环20的内腔一侧出该第二磁环20，该第三绕线段43可以是由第三磁环30的外侧沿该第二磁环20顺时针方向绕制在该第三磁环30上并可由该第三磁环30的内腔一侧出该第三磁环30。

以图4为例，第四绕线段51由第一磁环10的外侧逆时针绕制在该第一磁环10上并可由该第一磁环10的外侧出该第一磁环10，第五绕线段52可以是由该第二磁环20的内腔一侧顺时针绕制在该第二磁环20上并可由该第二磁环20的外侧出该第二磁环20，第六绕线段53可以是由该第三磁环30的外侧逆时针绕制在该第三磁环30上并可由该第三磁环30的外侧出该第三磁环30。

以图4为例，第七绕线段61由第一磁环10的外侧顺时针绕制在该第一磁环10上并可由该第一磁环10的外侧出该第一磁环10，第八绕线段62由第二磁环20的外侧逆时针绕制在该第二磁环20上并可由该第二磁环20的外侧出该第二磁环20，第九绕线段63可以是由该第三磁环30的内腔一侧顺时针绕制在该第三磁环30上并可由该第三磁环30的外侧出该第三磁环30。

在一些实施例中，每一磁环上设有第一绕线区、第二绕线区和第三绕线区；第一相绕组40绕设于第一绕线区，第二相绕组50绕设于第二绕线区，第三相绕组60绕设于第三绕线区。上述的第一绕线区、第二绕线区和第三绕线区可以是间隔设置。

在另一些实施例中，第一相绕组40、第二相绕组50以及第三相绕组60层叠绕设至所有磁环上，第一相绕组40、第二相绕组50以及第三相绕组60为内层、中层及外层。具体地，可以是先将第一相绕组40绕制在M个磁环上，再将第二相绕组50绕制在第一相绕组40的外层，最后将第三相绕组60绕制在第二相绕组50的外层。

在一些实施例中，同一个相绕组在所有磁环的绕线匝数相同。例如，第一绕线段41、第二绕线段42、第三绕线段43的匝数均相同，第四绕线段51、第五绕线段52、第六绕线段53的匝数均相同，第七绕线段61、第八绕线段62、第九绕线段63的匝数均相同。进一步地，第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60在同一个磁环上的绕线匝数相同。

在一些实施例中，所有相绕组的初始进线端在同一个磁环上，由此，便于整机的走线。例如，存在以下实施方式：(1)如图4所示，第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的初始进线端均在第一磁环10上，而第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的最终出线端(图4所示的U-out、V-out、W-out)均在第三磁环30上；(2)第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的初始进线端均在第二磁环20上，而第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的最终出线端均在第一磁环10或第三磁环30上；(3)第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的初始进线端均在第三磁环30上，而第一相绕组40、第二相绕组50和第三相绕组60的最终出线端均在第一磁环10或第二磁环20上。

在一些实施例中，至少一个相绕组的初始进线端与其余相绕组的初始进线端不在同一个磁环上。例如，存在以下实施方式：(1)第一相绕组40与第二相绕组50的初始进线端均在第一磁环10上，而第三相绕组60的初始进线端在第二磁环20或第三磁环30；(2)第一相绕组40与第二相绕组50的初始进线端均在第二磁环20上，而第三相绕组60的初始进线端在第一磁环10或第三磁环30上；(3)第一相绕组40与第二相绕组50的初始进线端均在第三磁环30上，而第三相绕组60的初始进线端在第一磁环10或第二磁环20上；(4)第一相绕组40与第三相绕组60的初始进线端均在第一磁环10上，而第二相绕组50的初始进线端在第二磁环20或第三磁环30；(5)第一相绕组40与第三相绕组60的初始进线端均在第二磁环20上，而第二相绕组50的初始进线端在第一磁环10或第三磁环30上；(6)第一相绕组40与第三相绕组60的初始进线端均在第三磁环30上，而第二相绕组50的初始进线端在第一磁环10或第二磁环20上；(7)第二相绕组50与第三相绕组60的初始进线端均在第一磁环10上，而第一相绕组40的初始进线端在第二磁环20或第三磁环30；(8)第二相绕组50与第三相绕组60的初始进线端均在第二磁环20上，而第一相绕组40的初始进线端在第一磁环10或第三磁环30上；(9)第二相绕组50与第三相绕组60的初始进线端均在第三磁环30上，而第一相绕组40的初始进线端在第一磁环10或第二磁环20上。

在一些实施例中，每个绕线段在磁环上的绕制可以是单层绕制也可以是多层绕制，如第一绕线段41可以是在该第一磁环10上绕制一层、两层或者三层。

在一些实施例中，该磁环可以是包括但不限于铁粉芯磁环。该磁环可以是由铁粉芯材料制成，铁粉芯材料包括但不限于铁硅、铁硅铝，铁粉芯材料适用于高载频场合。所有的磁环的制造材料可以是相同材料。

在一些实施例中，每个磁环可以是圆环型，磁环的任意一段的横截面的形状为圆形，在同等面积的情况下，圆的周长最小，从而可满足磁路要求的同时，节省相绕组线材。当然，在另一些实施例中，磁环的任意一段的横截面的形状也可以是正方形或者矩形。

在一些实施例中，所有磁环沿同一轴向排布，以图4所示为例，可以是第一磁环10、第二磁环20与第三磁环30按照轴向依序排布，三个磁环的轴线可以是重合设置。当然，磁环也可以是错开设置，即所有的磁环的轴线可不重合设置。实际应用中，可配以风扇等冷却装置和固定结构件，风扇提供的散热风道贯穿各个轴向排列的磁环。

在一些实施例中，所有磁环的尺寸大小相同。

在一些实施例中，每个磁环可以是由多个弧形部连接形成的环体，相邻的弧形部之间设有气隙，通过在磁环上设置气隙并通过控制气隙的大小以及气隙的填充材料，可调节磁环的磁导率。该填充材料可以是环氧树脂或者填充磁导率小于弧形部所用的磁材(如铁粉芯磁材)的相对磁导率的导磁材料。当然，磁环也可以不设置气隙。

在一些实施例中，每个磁环可以包括多个子磁环，多个子磁环轴向叠加在一起，形成一个磁环。子磁环的厚度均相等，或者，子磁环的厚度可以不相等。

综上所述，该电抗器可具有以下特点：

1.磁环数量与线路相数相等；

2.每1个磁环上均需要绕制各相线路的绕组；

3.每1个磁环上都有1相绕组为反向绕制；

4.每1相线路只有1个反向绕制的绕组。

进一步地，该电抗器具备以下技术效果：

1.在工频电流的任何一个瞬时值下，各相绕组经过各个磁环的总感量始终维持很好的一致性；

2.在实际工频电流的应用时，各相绕组经过各个磁环的静态感量中，有1/3感量为共模感量，2/3感量为差模感量；

3.所有的差模感量和共模感量的变化同步进行，且变化量远低于常规的单相单磁环(如图6所示)的绕制方式；

4.在实际工频电流的应用时，各个磁环可能会依次进入饱和状态，但由于其余两个磁环感量的限制，不会出现感量衰减、电流失控以及衍生的增大损耗的情况；

5.基于上述特点，可以给铁粉芯磁环赋予硅钢片等磁材较好直流偏置特性的特点，并保留了铁粉芯磁材较好的高频特性，实现电力电子产品高频化小型化的发展需求，同时，相比磁集成方案，降低了空间要求，便于常规的风道设计，绕制工艺更简单。

以下是针对实现上述特点的分析说明。(以三相系统为例。)

三相电流为：

从图5可以看到理想的三相工频电流的变化规律。

由于铁粉芯磁材的直偏特性，常规采用铁粉芯的滤波电感绕制方式如图6所示。

在图6所示的常规单相磁环绕制方式中，任何一个磁环针对抑制高频纹波的直流偏置工况都有2个极限点：

所在相电流峰值时刻：

所在相电流过零点时刻：

结合图5和式2～式4，可知工频电流在对应磁环上构成的磁场强度是与所在相位工频电流的正弦波形一致的，区别只在于Y坐标上的电流乘以系数，单位换为A/m即可：

而式5的系数中，在选定磁环、制成电感、已上电运行的情况下，匝数N和磁路长度l均为恒定值。因此该绕法的磁场强度波形与工频电流波形完全一致。结合图1所示的铁粉芯磁材直流偏置曲线可知，针对高频纹波而言，在工频电流峰值处的有效高频感量最小，而在工频电流过零点处的有效高频感量最大。对应滤波效果则是在工频电流峰值处的纹波电流最大，在工频电流过零点处的纹波电流最小。整合如图7：

在图7中，纵坐标刻度值见式6～式11。其中磁材直流偏置系数直接等效于感量，但具体的衰减比例根据不同磁材会有明显区别，无法统一量化计算。最终的滤波效果见图7最上方的曲线，由于各相工频电流峰值处的直偏衰减，在相同的高频纹波源头下，经过滤波后，工频电流峰值区域的纹波会明显大于工频电流过零点区域。

i₃＝I_max 式8

采用本申请的电抗器，图6则会变为图8所示：

需要注意的是，图8为便于理解绕线方向，绘制匝数较少，个别相绕组会有0.5匝的变化。实际验证中，每相绕组的走线在各个磁环上绕制的匝数完全相同。

在图8所示的电抗器中，由于各个相绕组同时在每一个磁环上绕制线圈，因此决定每个磁环实际直流偏置程度的工频磁场强度均为三相绕组提供的磁场强度的叠加。

在图7中可知：在不考虑三相电流之间的区别的情况下，一个工频周期内，三相电流的特征点只有2个：

A.三相电流中，有一相电流位于过零点，其余两相电流正负对称；(图7中的一个工频周期内有：0ms、3.33ms、6.67ms、10ms、13.33ms、16.67ms。)

B.三相电流中，有一相电流位于峰值点，其余两相电流等值同向。(图7中的一个工频周期内有：1.67ms、5ms、8.33ms、11.67ms、15ms、18.33ms。)

一个工频周期内，每一相电流依次出现2次的A、B两特征点，其余时间为两个特征点之间的过渡阶段。

因此，只需要计算任选A、B两个特征点，对三个磁环分别计算其工况即可。以下分别计算5ms时刻和10ms时刻的各磁环工况。

5ms：

i_U1＝I_max 式12

1#磁环(第一磁环10)：

U相绕组(第一相绕组40)：

V相绕组(第二相绕组50)：

W相绕组(第三相绕组60)：

工频直流偏置磁场强度：

2#磁环(第二磁环20)：U相绕组(第一相绕组40)：

V相绕组(第二相绕组50)：

W相绕组(第三相绕组60)：

工频直流偏置磁场强度：

3#磁环(第三磁环30)：U相绕组(第一相绕组40)：

V相绕组(第二相绕组50)：

W相绕组(第三相绕组60)：

工频直流偏置磁场强度：

至此可知，5ms时刻中，1#磁环(第一磁环10)的直流偏置高于常规单相磁环，根据常规设计的磁材利用率，1#磁环(第一磁环10)在5ms时刻进入饱和状态，其绕组不产生感量，但工频电流/高频纹波电流不会不受控的增加，原因就在于2#磁环(第二磁环20)和3#磁环(第三磁环30)的直流偏置远小于常规单相磁环的设计。

也就是说在5ms时刻，感量由2#磁环(第二磁环20)和3#磁环(第三磁环30)维持。

10ms：

1#磁环(第一磁环10)：

U相绕组(第一相绕组40)：

H_U1＝0 式28

V相绕组(第二相绕组50)：

W相绕组(第三相绕组60)：

工频直流偏置磁场强度：

H₁＝H_U1+H_V1+H_W1＝0 式31

2#磁环(第二磁环20)：

U相绕组(第一相绕组40)：

H_U2＝0 式32

V相绕组(第二相绕组50)：

W相绕组((第三相绕组60)：

工频直流偏置磁场强度：

3#磁环(第三磁环30)：

U相绕组(第一相绕组40)：

H_U3＝0 式36

V相绕组(第二相绕组50)：

W相绕组(第三相绕组60)：

工频直流偏置磁场强度：

至此可知，10ms时刻中，1#磁环(第一磁环10)的直流偏置为0，载频感量无衰减，而2#磁环(第二磁环20)和3#磁环(第三磁环30)的直流偏置略大于常规单相磁环的设计，可在较大的直流偏置磁场强度下提供一定感量。

为便于理解，整理上述结论与图9和表1。

表1

综述可知，本发明的电抗器具有以下技术优势：

(1)各相感量同步；

(2)感量波动值大幅降低；

(3)静态感量比传统绕制方式小，但实际带载后感量几乎不会因为直偏特性而降低，带载感量略高于传统绕制方式的峰值工频电流区域滤波感量。

可以理解地，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种电抗器，其特征在于，包括：

用于N相供电系统，具有N个相绕组，具有M个磁环，N≥3，M为N的整数倍，每个所述磁环上有N个绕线段，其中有1个反向绕线段，其余N-1个为正向绕线段；每个所述相绕组由位于不同所述磁环的绕线段串联构成，在每个所述磁环上分别具有1个绕线段，每个所述相绕组有1个反向绕线段，其余为正向绕线段。

2.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所述电抗器多级串联组合应用，且所述磁环的空间分布相互交错、重新排序。

3.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，每一所述磁环上设有N个绕线区；

各个所述相绕组的绕线段绕设在对应的所述绕线区上。

4.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，同一个所述相绕组在所有所述磁环的绕线匝数相同。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电抗器，其特征在于，每个所述磁环包括多个子磁环。

6.根据权利要求1至4任一项所述的电抗器，其特征在于，所述磁环为铁粉芯磁环。

7.根据权利要求1至4任一项所述的电抗器，其特征在于，N个所述相绕组层叠绕设至所有所述磁环上。

8.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，所有所述相绕组的初始进线端在同一个所述磁环上。

9.根据权利要求1所述的电抗器，其特征在于，至少一个所述相绕组的初始进线端与其余所述相绕组的初始进线端不在同一个所述磁环上。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电抗器。