CN207731781U - 一种饱和电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种饱和电抗器，包括电磁组件和紧固组件；电磁组件包括三个绕组、三个铁芯中柱、两个铁轭以及至少3个磁性体；三个铁芯中柱平行设置，两个铁轭均与铁芯中柱垂直设置，且分别位于铁芯中柱的两端，各绕组分别设置在一个铁芯中柱上；各铁芯中柱的至少一端设有磁性体，且磁性体的一侧与铁芯中柱的端面抵接，另一侧与铁轭抵接；紧固组件用于将绕组、铁芯中柱、铁轭以及磁性体紧固连接。通过在电抗器气隙处设置饱和磁通密度较低的磁性材料，可以使得电抗器工作在铁芯线性段与饱和段，具备更好的饱和特性；磁性体设置在铁芯中柱的端部，铁芯中柱为连续结构，因而结构强度更好，饱和电抗器的部件更少，组装时工序更少。

Description

一种饱和电抗器

技术领域

本实用新型涉及电抗器领域，尤其涉及一种饱和电抗器。

背景技术

随着工业的快速发展，变频器得到了全面的推广应用。变频器是一种可以将工频电源转换成任意频率、任意电压交流电源的电气设备；主要作用是调整电机的功率、实现电机的变速运行，以达到变频节能减排、通过无功补偿提高功率因素、在使电机从零频零压逐步启动，最大程度的消除电压下降。

饱和电抗器实际是工作在铁芯线性段与饱和段之间的电抗器。通过饱和电抗器的特性，在轻载工况时饱和电抗器的电感量大，使得变频器的功率因素提升；重载或满载工况下，饱和电抗器的电感量小，使得饱和电抗器两端分得的压降较少，以满足变频器输出电压较高的要求。

现有的电抗器一般需要在电抗器的铁芯中设置气隙，例如，铁芯由磁性柱与气隙板交叠设置，因此铁芯整体强度较弱，电抗器组装需要较多工序，如在气隙板的两面涂抹环氧树脂胶，然后压紧，费时费力。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种饱和电抗器，在铁芯的中柱与边柱之间设置磁性体，一方面使得电抗器具有较好的饱和特性，另一方面便于饱和电抗器的组装，且饱和电抗器的强度更好。

本实用新型的目的采用如下技术方案实现：

一种饱和电抗器，包括电磁组件和紧固组件；

所述电磁组件包括三个绕组、三个铁芯中柱、两个铁轭以及至少3个磁性体；三个铁芯中柱平行设置，两个铁轭均与所述铁芯中柱垂直设置，且分别位于所述铁芯中柱的两端，各绕组分别设置在一个铁芯中柱上；

各铁芯中柱的至少一端设有所述磁性体，且所述磁性体的一侧与所述铁芯中柱的端面抵接，另一侧与所述铁轭抵接；

所述紧固组件用于将所述绕组、铁芯中柱、铁轭以及磁性体紧固连接。

进一步地，所述紧固组件包括第一侧板组件、第二侧板组件和紧固件，所述铁芯中柱、铁轭以及磁性体均位于所述第一侧板组件和第二侧板组件之间；所述紧固件用于连接所述第一侧板组件和第二侧板组件，以使所述第一侧板组件和第二侧板组件夹紧所述铁芯中柱、铁轭以及磁性体。

进一步地，所述第一侧板组件包括位于同一平面的3个第一夹板，所述第二侧板组件包括位于同一平面的3个第二夹板；各第一夹板分别穿设于一所述绕组且与一所述铁芯中柱的一个侧面抵接，各第二夹板分别穿设于一所述绕组且与一所述铁芯中柱的另一个侧面抵接。

进一步地，所述第一夹板、第二夹板与所述绕组之间设有支撑肋条。

进一步地，所述紧固组件还包括平行设置的第一挡板组件和第二挡板组件，各绕组的一端与所述第一挡板组件抵接，另一端与所述第二挡板组件抵接。

进一步地，所述第一挡板组件上设有三个第一通孔，所述第二挡板组件上设有三个第二通孔，各有一所述第一夹板、第二夹板穿设于所述第一通孔及与所述第一通孔对应的第二通孔。

进一步地，各有一所述磁性体位于所述第一通孔和/或第二通孔内。

进一步地，各第一通孔、第二通孔内均设有所述磁性体。

进一步地，所述铁芯中柱的高度与所述第一挡板组件、第二挡板组件之间的距离相等，所述磁性体的厚度与所述第一通孔、第二通孔内缘的厚度相等。

进一步地，所述铁芯中柱、铁轭均由硅钢片叠成，所述磁性体为铁氧体磁性体。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过在电抗器气隙处设置饱和磁通密度较低的磁性材料，可以使得电抗器工作在铁芯线性段与饱和段，具备更好的饱和特性；磁性体设置在铁芯中柱的端部，铁芯中柱为连续结构，因而结构强度更好，饱和电抗器的部件更少，组装时工序更少。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的饱和电抗器的结构示意图；

图2为图1中电磁组件的一种结构示意图；

图3为图1中电磁组件的另一种结构的分解示意图；

图4为图1中紧固组件的结构示意图；

图5是图1中饱和电抗器的特性示意图。

图中：100、电磁组件；110、绕组；120、铁芯中柱；130、铁轭；140、磁性体；200、紧固组件；210、第一侧板组件；211、第一夹板；220、第二侧板组件；221、第二夹板；222、支撑肋条；230、紧固件；240、第一挡板组件； 241、第一通孔；250、第二挡板组件；251、第二通孔。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1所示的一种饱和电抗器，包括如图2和图3所示的电磁组件100和如图4所示的紧固组件200。

其中，电磁组件100包括三个绕组110、三个铁芯中柱120、两个铁轭130 以及至少3个磁性体140。三个铁芯中柱120平行设置，两个铁轭130均与铁芯中柱120垂直设置，且分别位于铁芯中柱120的两端，各绕组110分别设置在一个铁芯中柱120上。

各铁芯中柱120的至少一端设有磁性体140，且磁性体140的一侧与铁芯中柱120的端面抵接，另一侧与铁轭130抵接。如图2所示，3个铁芯中柱120的同一端分别设有一磁性体140，此时铁芯中柱120和一铁轭130可以为一体结构，即由E形硅钢片叠合成；如图3所示，各铁芯中柱120的两端均设有磁性体140。

紧固组件200用于将绕组110、铁芯中柱120、铁轭130以及磁性体140紧固连接。

本实用新型提供的饱和电抗器，通过在电抗器气隙处设置饱和磁通密度较低的磁性材料，可以使得电抗器有两种工作状态，该饱和电抗器的电感量—电流变化曲线图如图5所示。第一种，电抗器在轻载工况下，因磁路的磁通密度较低，电抗器工作在线性状态下，电感量保持一个恒值；第二种，电抗器在重载或满载工况下，随着电流的增大，磁路的磁通密度也增大，由于磁性材料的饱和磁通密度较低，因此电抗器工作在饱和状态下；当电抗器的电流大到一定程度后，随着电流的增加，电感量会突降，变为一个较低而不为0的值。由此可知，本实用新型提供的饱和电抗器具有较好的饱和特性。

另一方面，磁性体140设置在铁芯中柱120的端部，绕组110内的铁芯中柱120为连续结构，因而结构强度更好，饱和电抗器的部件更少，组装时工序更少。

作为优选的实施方式，铁芯中柱120、铁轭130均由硅钢片叠成，磁性体 140为铁氧体磁性体140。铁轭130可以与紧固组件200螺接在一起，以固定铁芯中柱120和磁性体140。

作为优选的实施方式，如图4所示，紧固组件200包括第一侧板组件210、第二侧板组件220和紧固件230。如图1所示，铁芯中柱120、铁轭130以及磁性体140均位于第一侧板组件210和第二侧板组件220之间。紧固件230用于连接第一侧板组件210和第二侧板组件220，以使第一侧板组件210和第二侧板组件220夹紧铁芯中柱120、铁轭130以及磁性体140。在本实施例中，紧固件 230为螺栓，紧固件230依次穿设第一侧板组件210、铁轭130和第二侧板组件 220，并将三者紧密贴合。从而，第一侧板组件210和第二侧板组件220之间的铁芯中柱120、磁性体140也被紧紧夹住固定。

作为优选的实施方式，第一侧板组件210包括位于同一平面的3个第一夹板211，第二侧板组件220包括位于同一平面的3个第二夹板221；各第一夹板 211分别穿设于一绕组110且与一铁芯中柱120的一个侧面抵接，各第二夹板 221分别穿设于一绕组110且与一铁芯中柱120的另一个侧面抵接。即第一夹板 211和第二夹板221将铁芯中柱120、磁性体140住固定，绕组110设置在第一夹板211、铁芯中柱120和第二夹板221构成的柱体上。因此既可以保证电磁组件100固定位一体，也不会夹伤绕组110。

绕组110与铁芯中柱120、第一夹板211和第二夹板221等部件之间需要做好绝缘措施，通过现有技术可以实现，不在赘述。

作为优选的实施方式，第一夹板211、第二夹板221与绕组110之间设有支撑肋条222。支撑肋条222可以使得绕组110与第一夹板211、第二夹板221之间具有缓冲，以保证安全距离和绝缘，避免磨损和擦伤；另外绕组110与第一夹板211、第二夹板221之间具有空隙，利于饱和电抗器产生的热量散发出去。

作为优选的实施方式，紧固组件200还包括平行设置的第一挡板组件240 和第二挡板组件250，各绕组110的一端与第一挡板组件240抵接，另一端与第二挡板组件250抵接。绕组110夹设于第一挡板组件240和第二挡板组件250 之间，进一步保证了绕组110不会产生位移，并且可以减小绕组110的振动。此外，绕组110的出线可以设置在第一挡板组件240和/或第二挡板组件250上，因此，连接出线时不会晃动到绕组110。

作为优选的实施方式，第一挡板组件240上设有三个第一通孔241，第二挡板组件250上设有三个第二通孔251，各有一第一夹板211、第二夹板221穿设于第一通孔241及与第一通孔241对应的第二通孔251。即第一挡板组件240、第二挡板组件250套设在第一夹板211、铁芯中柱120和第二夹板221构成的柱体上，所以第一挡板组件240、第二挡板组件250不会在第一夹板211、第二夹板221上产生滑动，进一步增加了饱和电抗器的强度。

作为优选的实施方式，第一挡板组件240、第二挡板组件250套设在3组第一夹板211、铁芯中柱120和第二夹板221上的部分可以是分离的部分，可以增强3个绕组110之间的绝缘。

作为优选的实施方式，各有一磁性体140位于第一通孔241和/或第二通孔 251内。由于磁性体140的厚度相对较薄，因此可以将磁性体140容纳在第一挡板组件240、第二挡板组件250的通孔内，进一步避免磁性体140从第一侧板组件210和第二侧板组件220之间脱落。

作为优选的实施方式，各第一通孔241、第二通孔251内均设有磁性体140。即铁芯中柱120的两端均设有磁性体140，且磁性体140位于第一通孔241、第二通孔251内。可以进一步改进饱和电抗器的饱和特性。

作为优选的实施方式，铁芯中柱120的高度与第一挡板组件240、第二挡板组件250之间的距离相等，磁性体140的厚度与第一通孔241、第二通孔251内缘的厚度相等。因此磁性体140可以完全位于第一通孔241和/或第二通孔251 内；且第一挡板组件240、第二挡板组件250的部分可以与铁轭130抵接，可以进一步将第一挡板组件240、第二挡板组件250固定连接于铁轭130，进一步增强了饱和电抗器的强度。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种饱和电抗器，其特征在于：包括电磁组件和紧固组件；

所述电磁组件包括三个绕组、三个铁芯中柱、两个铁轭以及至少3个磁性体；三个铁芯中柱平行设置，两个铁轭均与所述铁芯中柱垂直设置，且分别位于所述铁芯中柱的两端，各绕组分别设置在一个铁芯中柱上；

各铁芯中柱的至少一端设有所述磁性体，且所述磁性体的一侧与所述铁芯中柱的端面抵接，另一侧与所述铁轭抵接；

所述紧固组件用于将所述绕组、铁芯中柱、铁轭以及磁性体紧固连接。

2.如权利要求1所述的饱和电抗器，其特征在于：所述紧固组件包括第一侧板组件、第二侧板组件和紧固件，所述铁芯中柱、铁轭以及磁性体均位于所述第一侧板组件和第二侧板组件之间；所述紧固件用于连接所述第一侧板组件和第二侧板组件，以使所述第一侧板组件和第二侧板组件夹紧所述铁芯中柱、铁轭以及磁性体。

3.如权利要求2所述的饱和电抗器，其特征在于：所述第一侧板组件包括位于同一平面的3个第一夹板，所述第二侧板组件包括位于同一平面的3个第二夹板；各第一夹板分别穿设于一所述绕组且与一所述铁芯中柱的一个侧面抵接，各第二夹板分别穿设于一所述绕组且与一所述铁芯中柱的另一个侧面抵接。

4.如权利要求3所述的饱和电抗器，其特征在于：所述第一夹板、第二夹板与所述绕组之间设有支撑肋条。

5.如权利要求3所述的饱和电抗器，其特征在于：所述紧固组件还包括平行设置的第一挡板组件和第二挡板组件，各绕组的一端与所述第一挡板组件抵接，另一端与所述第二挡板组件抵接。

6.如权利要求5所述的饱和电抗器，其特征在于：所述第一挡板组件上设有三个第一通孔，所述第二挡板组件上设有三个第二通孔，各有一所述第一夹板、第二夹板穿设于所述第一通孔及与所述第一通孔对应的第二通孔。

7.如权利要求6所述的饱和电抗器，其特征在于：各有一所述磁性体位于所述第一通孔和/或第二通孔内。

8.如权利要求7所述的饱和电抗器，其特征在于：各第一通孔、第二通孔内均设有所述磁性体。

9.如权利要求8所述的饱和电抗器，其特征在于：所述铁芯中柱的高度与所述第一挡板组件、第二挡板组件之间的距离相等，所述磁性体的厚度与所述第一通孔、第二通孔内缘的厚度相等。

10.如权利要求1-9中任一项所述的饱和电抗器，其特征在于：所述铁芯中柱、铁轭均由硅钢片叠成，所述磁性体为铁氧体磁性体。