CN202058558U - 多级电抗器铁芯芯柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多级电抗器铁芯芯柱，其中芯柱由多片轧制硅钢片叠码而成，所述多片轧制硅钢片的宽度沿叠码方向从中间向两侧依次减小。其优点在于有效增大了铁芯的填充系数，在同等截面积下可减小铁芯直径，从而减小其外裹的线圈的直径，达到节省硅钢片和导线材料的目的，同时可以降低线圈加工成本，提高生产效率。

Description

多级电抗器铁芯芯柱

技术领域

本实用新型涉及一种用于变电设备的铁芯芯柱，特别涉及一种用作电抗器铁芯立柱的多级铁芯芯柱。 

背景技术

电抗器被广泛应用于输配电系统设备中，通过串联过并联在系统回路中，实现限流保护的作用；通过与电容器配合还可以起到抑制、滤除系统谐波的作用，能有效改善电网的电能质量，降低损耗，提高功率因数等。铁芯式高低压电抗器所采用的铁芯材质通常为各种规格型号的硅钢片，组装形式为多个由硅钢片叠码的铁芯芯柱组成立柱，上下两端固定有铁轭。其铁芯芯柱的横截面通常为矩形或阶梯形。矩形截面的铁芯外裹线圈绕制时工艺比较复杂，并且，由于同等面积下矩形的周长要大于圆形的周长，因此使得缠绕在铁芯上导线用量增加，由此导致电抗器成本上升。而传统的阶梯形截面虽然形状接近圆形，但铁芯截面的填充系数较低，平均只有88％-92％左右，在同等截面积时其外接圆形的直径也大于本实用新型铁芯，同样导致外裹线圈的导线用量增加，也在一定程度上造成了硅钢片和导线的浪费。 

实用新型内容

为了解决上述现有电抗器中的铁芯中存在的问题，即为了提高电抗器铁芯有效面积的填充系数，在达到同等铁芯截面面积的情况下，减少硅钢片和线圈导线的使用量，从而有效降低电抗器的成本，本实用新型提出了一种铁芯芯柱，其中芯柱由多片轧制硅钢片叠码而成，所述多片轧制硅钢片的宽度 沿叠码方向从中间向两侧依次减小，横截面为外接圆形或近似圆形的柱体。 

根据本实用新型的铁芯芯柱，所述芯柱的横截面的包络线轮廓为圆形、椭圆形、环形跑道形或外凸轮形。 

根据本实用新型的铁芯芯柱，所述多片轧制硅钢片的每一片具有相同的高度，范围在20mm～1200mm之间。 

根据本实用新型的铁芯芯柱，硅钢片宽度范围在10mm～1200mm之间。 

根据本实用新型的铁芯芯柱，所述环形跑道形的两端为正弦曲线。 

根据本实用新型的铁芯芯柱，横截面为环形跑道形的芯柱的中间为多片高度和宽度相等的矩形硅钢片。 

本实用新型提出了一种多级铁芯芯柱，所述多级铁芯芯柱由前述铁芯芯柱沿着硅钢片的高度方向重叠固定组成。 

根据本实用新型的多级铁芯芯柱，其中两个多级铁芯芯柱的两端分别由一个长方体铁轭固定。 

根据本实用新型的多级铁芯芯柱，其中三个同一直线排列的铁芯芯柱两端分别由一个长方体铁轭固定。 

根据本实用新型的多级铁芯芯柱，其中三个呈三角形排列的铁芯芯柱两端分别由一个环形铁轭固定。 

根据本实用新型的铁芯芯柱，与常用的矩形横截面芯柱相比，同等横截面积下，本新型实用的铁芯周长较小，相应的包裹铁芯的线圈绕组所使用的材料也较少。同时，绕制圆形线圈比矩形线圈要方便很多，简化了线圈的绕制工艺流程，有效节省工时，降低加工成本。 

附图说明

图1是根据本实用新型第一实施例的铁芯芯柱的圆形横截面剖面示意图。 

图2是图1所示的铁芯芯柱正视图。 

图3是根据本实用新型第二实施例的铁芯芯柱的椭圆形横截面剖面示意图。 

图4是根据本实用新型的第三实施例的铁芯芯柱跑道形的横截面剖面示意图。 

图5是包含有根据本实用新型的第一实施例的圆形铁芯芯柱的单相电抗器多级铁芯芯柱的结构示意图。 

图6是图5所示的单相电抗器多级铁芯芯柱的横向剖视图。 

图7是包含有根据本实用新型的第一实施例的圆形铁芯芯柱的铁芯立柱呈直线排列的三相电抗器多级铁芯芯柱的结构示意图。 

图8是图7所示的三相电抗器多级铁芯芯柱的横向剖视图。 

图9是其中多级铁芯立柱呈三角形排列的三相电抗器多级铁芯芯柱结构的纵向剖视图。 

具体实施方式

下面参照附图，以一种规格的电抗器铁芯为例，对本实用新型的实施例进行说明。

图1是根据本实用新型第一实施例的铁芯芯柱的圆形横截面剖面示意图。图2是图1所示的铁芯芯柱正视图。如图1和图2所示，电抗器铁芯芯柱(1)设计为其外包络线轮廓为圆形，在本实施例中，该圆形的直径80mm。该圆形的直径可以根据各个规格的电抗器的需要为10-1400mm，例如10mm、30mm、50mm、80mm、100mm、150mm、500mm、800mm以及1200mm。 每个芯柱高度(H)为范围为20-1200mm，例如为40mm、60mm、80mm、100mm100mm、120mm、400mm、800mm以及1200mm。在本实用新型的第一实施方式中，采用厚度为0.35mm的硅钢片剪切为高度(H)为100mm，宽度(W)依据外接圆直径，中心两片宽度为80mm，两侧宽度依次减小，最外侧为保证夹紧结构，最小宽度设定为30mm，总共需要210片宽度不同的硅钢片叠码而成一个近似圆形的芯柱。对于每个铁芯柱所需的硅钢片的数量，可以依据实际需要而有所不同。 

采用上述方式叠码而成的电抗器铁芯柱，与传统的阶梯形横截面芯柱不同点在于：传统形式的阶梯形铁芯的每一级是由若干片大小形状相同的硅钢片叠码而成，在达到同等面积时其外接圆直径较本实用新型为大，从而导致包裹铁芯的线圈直径也较大；而本实用新型叠码的每一片硅钢片就是一级阶梯，其每一级的宽度从中心依次减小，在达到同等面积时其外接圆直径较小，铁芯截面填充系数最大可以达到99.8％，相应的包裹铁芯的线圈直径也较小，导线使用量可以减少3％-7％。因此，相对于现有的矩形截面或阶梯形截面的铁芯柱而言，采用本实用新型的铁芯柱的电抗器所使用的绕线少，绕制工艺简单。 

图3是根据本实用新型第二实施例的铁芯芯柱(2)的椭圆形横截面剖面示意图。这种横截面为椭圆的铁芯柱可以通过从中间到上下两端进行叠码的硅钢片之间的宽度差来实现。通常，越靠近中间，相邻两片硅钢片的宽度差越小，越靠近两端，相邻两片硅钢片的宽度差越大。实际上，这种椭圆的形状也可以不是完全的椭圆形，还可以变化为各种卵形截面的形状或者为各种外凸轮截面形状。 

图4是根据本实用新型的第三实施例的铁芯芯柱的跑道形(3)的横截面剖面示意图。在这种跑道形的铁芯芯柱中，中间一部分采用相同宽度的硅钢片，两端部分采用从中间向两端依次宽度缩小的的硅钢片。这种截面的铁芯芯柱的截面的两端的包络线部分可以是圆弧，也可以是正弦曲线。 

根据上面的描述，只要能能够实现铁芯芯柱的横截面的包络线为平滑的外凸圆形状，都可以实现本实用新型的目的。本实用新型的铁芯芯柱的横截面的形状不一定完全沿着叠码方向上下对称形状。 

图5是包含有根据本实用新型的第一实施例的圆形铁芯芯柱的单相电抗器多级铁芯芯柱的结构示意图。图6是图5所示的单相电抗器多级铁芯芯柱的纵向剖视图。如图5和图6所示，由3个芯柱重叠固定为一个多级铁芯立柱(4)，两个铁芯立柱(4)的上下两端各固定一个长方体铁轭(5)组成了一个单相电抗器铁芯。将线圈套装在两个立柱上就成为一台单相电抗器。尽管图5和6中所示的是采用的圆形截面的铁芯芯柱，实际上，本领域技术人员能够很简单地将这种圆形截面的铁芯芯柱替换为上面所述的如椭圆形、跑道形、卵形、外凸轮形等截面的铁芯芯柱。 

图7是包含有根据本实用新型的第一实施例的圆形铁芯芯柱的铁芯立柱呈直线排列的三相电抗器多级铁芯芯柱的结构示意图。图8是图7所示的单相电抗器多级铁芯芯柱的纵向剖视图。图9是其中多级铁芯立柱呈三角形排列的三相电抗器多级铁芯芯柱结构的纵向剖视图。如图7和图8所示，，由3个芯柱重叠固定为一个多级铁芯立柱(4)，3个铁芯立柱(4)的上下两端各固定一个长方体铁轭(6)组成了一个三相电抗器铁芯.将线圈套装在三个立柱上就成为一台三相电抗器。如图9所示，由3个芯柱重叠固定为一个多级铁芯立柱(4)，3个铁芯立柱(4)的上下两端各固定一个环形铁轭(7)组成了一个三相环形电抗器铁芯。将线圈套装在连个立柱上就成为一台三相环形铁芯电抗器。上面所述的多级芯柱的芯柱之间根据设计要求垫气隙材料，组成电抗器铁芯立柱。 

在本实用新型的权利要求书中的所有部件或结构及等效物意图包括用于与如具体要求保护的其他要求保护的要素组合地进行该功能的任何结构。为了例示和描述的目的，已经给出了本实用新型的各个实施例的描述，但是该描述不意图是穷尽的或被限制到所公开的形式的公开。不脱离本实用新型的范围和精神，许多修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。 

以上已经详细地参考本实用新型的例示实施例描述了本实用新型的技术方案，很显然，在不脱离在所附权利要求书所限定的范围情况下，能够进行各种修改和变化。 

Claims (10)

1.一种铁芯芯柱，其中芯柱由多片轧制硅钢片叠码而成，所述多片轧制硅钢片的宽度沿叠码方向从中间向两侧依次减小。

2.根据权利要求1所述的铁芯芯柱，其中所述芯柱的横截面的包络线轮廓为圆形、椭圆形、环形跑道形或外凸轮形。

3.根据权利要求1或2所述的铁芯芯柱，其中所述多片轧制硅钢片的每一片具有相同的高度，范围在20mm～1200mm之间。

4.根据权利要求3所述的铁芯芯柱，其特征是：硅钢片宽度范围在10mm～1200mm之间。

5.根据权利要求3所述的铁芯芯柱，其中所述环形跑道形的两端为正弦曲线。

6.根据权利要求5所述的铁芯芯柱，其中横截面为环形跑道形的芯柱的中间为多片高度和宽度相等的矩形硅钢片。

7.一种多级铁芯芯柱，所述多级电抗器铁芯芯柱由前述任意一个权利要求所述的铁芯芯柱沿着硅钢片的高度方向重叠固定组成。

8.根据权利要求7所述的多级铁芯芯柱，其中两个多级铁芯芯柱的两端分别由一个长方体铁轭固定。

9.根据权利要求7所述的多级铁芯芯柱，其中三个同一直线排列的铁芯芯柱两端分别由一个长方体铁轭固定。

10.根据权利要求7所述的多级铁芯芯柱，其特征是：其中三个呈三角形排列的铁芯芯柱两端分别由一个环形铁轭固定。 

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