CN204834277U - 一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气系统无源器件技术领域，尤其地涉及一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构。其包括四个磁芯模组，第一磁芯模组、第二磁芯模组、第三磁芯模组和第四磁芯模组处于同一平面；所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组分别和第一磁芯模组一端连接。通过优化磁芯结构，使交流差模和共模磁性器件在平面结构中实现磁集成，并且使其能有效改善滤波和抗共模干扰、三相不平衡的问题、提高直流偏磁抑制能力而且同时能减小电抗器体积和重量，进而降低了整体成本。

Description

一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构

技术领域

本实用新型涉及电气系统无源器件技术领域，尤其地涉及一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构。

背景技术

电力电子技术的诸多优越性，使其在电机调速系统等领域广泛应用，同时电力电子技术负面效应也日益凸显。逆变器会产生一定的共模电压。共模电压会破坏电机绕组绝缘系统、产生电磁干扰(EMI)、产生轴承电流加快轴承损坏、威胁传输电缆等，一般在系统中使用共模电抗器来消除共模干扰。

另外，随着现代工业技术的发展，电力系统中各种非线性和时变性电力电子装置如逆变器、整流器及各种开关电源大量应用，其负面效应也日益严重。电力电子装置的开关转换给市电电网造成了严重的谐波污染，使交流电网的电压和电流波形严重畸变，从而代替了传统的变压器等铁磁材料的非线性引起的谐波，成为谐波的主要谐波源。通常在线路中安装三相差模电抗器来抑制谐波负面影响。

目前三相交流系统中，差模电抗器、共模电抗器主要以分体形式存在。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，其目的旨在提供一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，通过优化磁芯结构，使交流差模和共模磁性器件在平面结构中实现磁集成，并且使其能有效改善滤波和抗共模干扰、三相不平衡的问题、提高直流偏磁抑制能力而且同时能减小电抗器体积和重量，进而降低了整体成本。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为：

一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其包括四个磁芯模组，第一磁芯模组、第二磁芯模组、第三磁芯模组和第四磁芯模组处于同一平面；所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组分别和第一磁芯模组一端连接。

进一步，所述第一磁芯模组包括三个子磁芯，所述三个子磁芯首尾相连而围成平面三角状的第一磁芯模组。

进一步，所述第二磁芯模组包括两个U型子磁芯，所述U型子磁芯的两端和另一个U型子磁芯的两端连接而围成平面环状的第二磁芯模组；所述第三磁芯模组、第四磁芯模组的磁芯结构和第二磁芯模组的磁芯结构相同。

进一步，所述第二磁芯模组的一边和第一磁芯模组的第一边连接而形成公共磁芯，所述第三磁芯模组的一边和第一磁芯模组的第二边连接而形成公共磁芯，所述第四磁芯模组的一边和第一磁芯模组的第三边连接而形成公共磁芯。

进一步，所述平面磁芯结构还包括三个绕组，所述绕组分别分布在所述公共磁芯上。

进一步，所述第一磁芯模组包括六个子磁芯，所述六个子磁芯首尾相连而围成平面多边形的第一磁芯模组。

进一步，所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组均是一个Y型的磁芯；所述第二磁芯模组的一端和第一磁芯模组的一边连接，所述第三磁芯模组的一端和第一磁芯模组的一边连接，所述第四磁芯模组的一端和第一磁芯模组的一边连接；所述第二磁芯模组的另一端、第三磁芯模组的另一端和第四磁芯模组的另一端于一个平面相向集中并形成Y状的气隙。

进一步，所述平面磁芯结构还包括三个绕组，所述绕组分别分布在第一磁芯模组的一边。

进一步，所述第一磁芯模组是一个环状的磁芯，所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组均是一个Y型的磁芯；所述第二磁芯模组的一端、第三磁芯模组的一端、第四磁芯模组的一端分别和第一磁芯模组的一侧连接，第二磁芯模组的另一端、第三磁芯模组的另一端和第四磁芯模组的另一端于一个平面相向集中并形成Y状的气隙。

进一步，所述平面磁芯结构还包括三个绕组，所述绕组分别分布在第一磁芯模组的一侧。

本实用新型的有益效果是：第一磁芯模组、第二磁芯模组、第三磁芯模组和第四磁芯模组处于同一平面，而且第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组分别和第一磁芯模组一端连接，共模磁路可在第一磁芯模组形成，差模磁路可在第一磁芯模组、第二磁芯模组、第三磁芯模组和第四磁芯模组形成，因此使交流差模和共模磁性器件在平面结构中实现磁集成，并且使其能有效改善滤波和抗共模干扰。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例一之平面磁芯结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例一之平面磁芯结构的磁路示意图。

图3为本实用新型具体实施例二之平面磁芯结构示意图。

图4为本实用新型具体实施例二之平面磁芯结构的磁路示意图。

图5为本实用新型具体实施例三之平面磁芯结构示意图。

图6为本实用新型具体实施例三之平面磁芯结构的磁路示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1至附图6对本实用新型做进一步的说明，但不应以此来限制本实用新型的保护范围。为了方便说明并且理解本实用新型的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。

本实用新型具体实施例中的平面磁芯结构，其包括四个磁芯模组，第一磁芯模组、第二磁芯模组、第三磁芯模组和第四磁芯模组处于同一平面；所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组分别和第一磁芯模组一端连接。

实施例一：

如图1和图2所示，第一磁芯模组10包括三个子磁芯，分别为子磁芯10A、子磁芯10B和子磁芯10C，子磁芯10A、子磁芯10B和子磁芯10C首尾相连而围成平面三角状的第一磁芯模组10。所述子磁芯10A、子磁芯10B和子磁芯10C是由卷绕铁心绕制成固定相形状后，再切割成三部分而成的。这种制法有利于

所述第二磁芯模组11包括两个U型子磁芯，分别为11A和11B，所述U型子磁芯11A的两端和另一个U型子磁芯11B的两端连接而围成平面环状的第二磁芯模组11；所述第三磁芯模组12、第四磁芯模组13的磁芯结构和第二磁芯模组11的磁芯结构相同。其中，所述子磁芯为非晶或硅钢等带状卷绕铁心制成。进一步，所述第二磁芯模组11的一边和第一磁芯模组10的第一边连接而形成公共磁芯，更为具体的，所述第二磁芯模组11中的U型子磁芯一边和三角状的第一磁芯模组10的第一边连接而形成公共磁芯。所述第三磁芯模组12的一边和第一磁芯模组的第二边连接而形成公共磁芯，更为具体的，所述第三磁芯模组12中的U型子磁芯一边和三角状的第一磁芯模组10的第二边连接而形成公共磁芯。所述第四磁芯模组13的一边和第一磁芯模组10的第三边连接而形成公共磁芯，更为具体的，所述第四磁芯模组13中的U型子磁芯一边和三角状的第一磁芯模组10的第三边连接而形成公共磁芯。

进一步，所述平面磁芯结构还包括三个绕组14，分别14A、14B和14C。绕组14A、14B和14C分别分布在所述公共磁芯上。其中，绕组材料是铝或铜。绕组形式可以是线绕或箔绕或立绕。

如图2所示，第一磁芯模组10构成共模磁100G，第二磁芯模组11借助公共磁芯构成第一差模磁路100A，第三磁芯模组12借助公共磁芯构成第二差模磁路100B，第四磁芯模组13借助公共磁芯构成第三差模磁路100C。

实施例二：

如图3和图4所示，所述第一磁芯模组20包括六个子磁芯，分别为20A、20B、20C、20D、20E和20F，所述六个子磁芯，即20A、20B、20C、20D、20E和20F首尾相连而围成平面多边形的第一磁芯模组20。其中，第一磁芯模组20的子磁芯结构为块状非晶或状磁粉芯或叠片硅钢片等形式构成的铁心。

如图3所示，所述第二磁芯模组21、第三磁芯模组22、第四磁芯模组23均是一个Y型的磁芯；所述第二磁芯模组21的一端和第一磁芯模组20的一边连接，所述第三磁芯模组22的一端和第一磁芯模组20的一边连接，所述第四磁芯模组23的一端和第一磁芯模组20的一边连接；所述第二磁芯模组21的另一端、第三磁芯模组22的另一端和第四磁芯模组23的另一端于一个平面相向集中并形成Y状的气隙，气隙分布在磁芯拼装接缝处。

进一步，所述平面磁芯结构包括三个绕组24，分别24A、24B和24C。所述绕组分别分布在第一磁芯模组20的一边。其中，绕组材料是铝或铜。绕组形式可以是线绕或箔绕或立绕。

如图4所示，第一磁芯模组20构成共模磁路200G，第二磁芯模组21、第三磁芯模组22和第一磁芯模组20共同构成第一差模磁路200A，第三磁芯模组22、第四磁芯模组23和第一磁芯模组20共同构成第二差模磁路200B，第二磁芯模组21、第四磁芯模组23和第一磁芯模组20共同构成第三差模磁路200C。

实施例三：

如图5和图6所示，所述第一磁芯模组30是一个环状的磁芯，所述第二磁芯模组31、第三磁芯模组32、第四磁芯模组33均是一个Y型的磁芯；所述第二磁芯模组31的一端、第三磁芯模组32的一端、第四磁芯模组33的一端分别和第一磁芯模组30的一侧连接，第二磁芯模组31的另一端、第三磁芯模组32的另一端和第四磁芯模组33的另一端于一个平面相向集中并形成Y状的气隙。气隙分布在磁芯拼装接缝处。

进一步，所述平面磁芯结构包括三个绕组34，分别34A、34B和34C。所述绕组分别分布在第一磁芯模组30的一边。其中，绕组材料是铝或铜。绕组形式可以是线绕或箔绕或立绕。所述绕组分别分布在第一磁芯模组的一侧。

如图6所示，第一磁芯模组30构成共模磁路300G，第二磁芯模组31、第三磁芯模组32和第一磁芯模组30共同构成第一差模磁路300A，第三磁芯模组32、第四磁芯模组33和第一磁芯模组30共同构成第二差模磁路300B，第二磁芯模组31、第四磁芯模组33和第一磁芯模组30共同构成第三差模磁路300C。

综上所述，本实用新型通过优化磁芯结构，使交流差模和共模磁性器件在平面结构中实现磁集成，并且使其能有效改善滤波和抗共模干扰、三相不平衡的问题、提高直流偏磁抑制能力而且同时能减小电抗器体积和重量，进而降低了整体成本。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：包括四个磁芯模组，第一磁芯模组、第二磁芯模组、第三磁芯模组和第四磁芯模组处于同一平面；所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组分别和第一磁芯模组一端连接。

2.根据权利要求1所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述第一磁芯模组包括三个子磁芯，所述三个子磁芯首尾相连而围成平面三角状的第一磁芯模组。

3.根据权利要求1所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述第二磁芯模组包括两个U型子磁芯，所述U型子磁芯的两端和另一个U型子磁芯的两端连接而围成平面环状的第二磁芯模组；所述第三磁芯模组、第四磁芯模组的磁芯结构和第二磁芯模组的磁芯结构相同。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述第二磁芯模组的一边和第一磁芯模组的第一边连接而形成公共磁芯，所述第三磁芯模组的一边和第一磁芯模组的第二边连接而形成公共磁芯，所述第四磁芯模组的一边和第一磁芯模组的第三边连接而形成公共磁芯。

5.根据权利要求4所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述平面磁芯结构还包括三个绕组，所述绕组分别分布在所述公共磁芯上。

6.根据权利要求1所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述第一磁芯模组包括六个子磁芯，所述六个子磁芯首尾相连而围成平面多边形的第一磁芯模组。

7.根据权利要求1或6所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组均是一个Y型的磁芯；所述第二磁芯模组的一端和第一磁芯模组的一边连接，所述第三磁芯模组的一端和第一磁芯模组的一边连接，所述第四磁芯模组的一端和第一磁芯模组的一边连接；所述第二磁芯模组的另一端、第三磁芯模组的另一端和第四磁芯模组的另一端于一个平面相向集中并形成Y状的气隙。

8.根据权利要求7所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述平面磁芯结构还包括三个绕组，所述绕组分别分布在第一磁芯模组的一边。

9.根据权利要求1所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述第一磁芯模组是一个环状的磁芯，所述第二磁芯模组、第三磁芯模组、第四磁芯模组均是一个Y型的磁芯；所述第二磁芯模组的一端、第三磁芯模组的一端、第四磁芯模组的一端分别和第一磁芯模组的一侧连接，第二磁芯模组的另一端、第三磁芯模组的另一端和第四磁芯模组的另一端于一个平面相向集中并形成Y状的气隙。

10.根据权利要求9所述的一种三相交流差模和共模一体化的平面磁芯结构，其特征在于：所述平面磁芯结构还包括三个绕组，所述绕组分别分布在第一磁芯模组的一侧。