CN202905387U - 一种新型紧凑型铁心结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型紧凑型铁心结构，为“日”字形的松耦合铁心结构,其中,铁心外柱套装交流绕组，中间铁心柱套装直流绕组；由两个“口”字形铁心拼合为“日”字形铁心，该两个“口”字形铁心的中心柱相互叠加拼合，拼合后的中间铁心柱为圆或椭圆柱，优选为阶梯圆柱或阶梯椭圆柱；套有交流绕组的铁心外柱截面为阶梯圆、椭圆或矩形，优选为梯圆、阶梯椭圆或阶梯矩形。其直流绕组所包围的铁心柱直径较现有技术可大大缩小，使得结构更紧凑。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种新型紧凑型铁心结构，尤其适用于有直流控制系统的设备，特别是饱和铁心型超导故障限流器和饱和电抗器等。
背景技术
在利用饱和电抗器原理的一些设备中，如饱和铁心型超导故障限流器等，功能实现的核心部件是铁心、直流绕组和交流绕组，其结构设计最主要是要考虑铁心与绕组布置的配合，绕组布置影响到其体积、电磁特性，对成本和制造工艺等也有很大关系。
在紧凑型铁心中提出两铁心的铁心结构。如图3所示，缠绕直流励磁绕组4的铁心柱称为中柱3，另两侧的铁心柱称为边柱1，上面缠绕有交流绕组2。虽然设备的整体体积比传统的松、紧耦合减小了很多，但是还没有充分地利用直流励磁绕组之间的空间，空间利用率低。在大型的饱和电抗器原理的一些设备中，如500KV饱和铁心型超导故障限流器等，设备整体尺寸和直流励磁绕组的尺寸都已超出正常的生产和运输的能力范围。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种新型的紧凑型铁心结构，其直流绕组所包围的铁心柱直径较现有技术可大大缩小，使得结构更紧凑。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：
一种新型紧凑型铁心结构，为“日”字形的松耦合铁心结构,其中,铁心外柱套装交流绕组，中间铁心柱套装直流绕组；由两个 “口”字形铁心拼合为“日”字形铁心，该两个“口”字形铁心的中心柱相互叠加拼合，拼合后的中间铁心柱为圆或椭圆柱。
所述新型紧凑型铁心结构的中间铁心柱可以呈阶梯圆柱或阶梯椭圆柱。
所述新型紧凑型铁心结构中，套有交流绕组的铁心外柱截面为圆、椭圆或矩形；优选为阶梯圆、阶梯椭圆或阶梯矩形。
所述新型的紧凑型铁心结构中，中间铁心柱的截面积大于铁心外柱截面积。
本实用新型的优点是：采用本实用新型技术方案可以大大缩小松耦合铁心结构直流绕组所包围铁心柱的直径，解决单相紧凑型铁心空间利用率低的问题，提高其耦合程度，并使设备的整体体积缩小、成本降低。
附图说明
图1 为本实用新型新型的优化单相紧凑型一实施例铁心结构示意图（俯视）。
图2 为本实用新型新型的优化单相紧凑型又一实施例铁心结构示意图（俯视）。
图3 为现有的两铁心紧凑型铁心结构示意图（俯视）。
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
本实用新型涉及的是饱和铁心型超导限流器和饱和电抗器等类似电磁设备铁心的结构改进。
参阅图1、图2所示，本实用新型的优化单相紧凑型铁心结构为“日”字形的松耦合铁心结构,其中,铁心外柱1套装交流绕组2，中间铁心柱3套装直流绕组4；它可以是由两个“口”字形铁心拼合而成“日”字形的铁心，相当于是两个“口”字形铁心的中心柱31、32相互叠加拼合，拼合后的中间铁心柱的形状为圆或椭圆柱，可以是由两个独立的“口”字形铁心的半阶梯圆柱形的中间铁心柱拼装在一起（分体组合式，参见图1），亦可是直接成型为圆或椭圆柱（一体式，参见图2）；为能实现更好的耦合，优选的方案是拼合后的中间铁心柱的形状呈阶梯状的圆或椭圆柱。
所述新型的优化单相紧凑型铁心结构中，套有交流绕组的铁心外柱1截面为圆、椭圆或矩形，或为阶梯圆、阶梯椭圆或阶梯矩形。
下面以一个具体实施例对本实用新型做进一步说明。
以额定电压500KV、额定电流3150A、短路电流65KA、限制电流49KV的三相饱和铁心型超导故障限流器为例：
改进前的紧凑型松耦合铁心结构，且铁心边柱为阶梯圆型，超导带材用量及限流器整体铁心长如下：超导带材：162km；整体铁心长：5430mm。
新型铁心结构超导带材用量及限流器整体铁心长如下：超导带材：116km；整体铁心长：4800mm。
比较两者可以看出，超导带材比原来节省了46km，节约了近30%；铁心总长缩小了600mm。
本实用新型是对铁心进行的结构改进，通过改变松耦合铁心结构的形状和尺寸，在不改变直流柱截面积情况下，充分利用了直流励磁绕组内部空间，减小直流励磁绕组直径，减小设备整体尺寸，加强了设备的整体紧凑性，不仅便于加工、运输和产业化生产，而且可节省直流励磁绕组材料成本，达到了减小体积以及降低成本的效果。
上述各实施例可在不脱离本实用新型的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本申请专利的保护范围。
Claims (5)
1.一种新型紧凑型铁心结构，为“日”字形的松耦合铁心结构,其中,铁心外柱套装交流绕组，中间铁心柱套装直流绕组；其特征在于：由两个 “口”字形铁心拼合为“日”字形铁心，该两个“口”字形铁心的中心柱相互叠加拼合，拼合后的中间铁心柱为圆或椭圆柱。
2.根据权利要求1所述的新型紧凑型铁心结构，其特征在于：所述的中间铁心柱呈阶梯圆柱或阶梯椭圆柱。
3.根据权利要求1或2所述的新型紧凑型铁心结构，其特征在于：套有交流绕组的铁心外柱截面为圆、椭圆或矩形。
4.根据权利要求3所述的新型紧凑型铁心结构，其特征在于：套有交流绕组的铁心外柱截面为阶梯圆、阶梯椭圆或阶梯矩形。
5.根据权利要求1所述的新型紧凑型铁心结构，其特征在于：中间铁心柱的截面积大于铁心外柱截面积。
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