CN213583428U - 一种高功率密度的大电流电抗器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高功率密度的大电流电抗器，属于电力领域，本实用新型包括从上往下依次通过螺杆连接的上盖板、下盖板、底座，上盖板与下盖板之间设置有至少两组并排布置的磁芯组合，每组磁芯组合包括两个相互平行的磁芯、上下并联布置在磁芯上的两个线圈，每个线圈由聚酯亚胺膜包扁线呈内8字结构单线立式缠绕在同组的两个磁芯上，形成横向串联的两个绕组，匝间有大于0.5mm的间隙距离，散热效果好；由于采用单层绕组结构，层间寄生电容小，临近损耗低，解决了现有结构中大电流电抗器功率密度低、散热效果差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力领域，具体涉及一种高功率密度的大电流电抗器。
背景技术
现有技术中，1000A以上的大电流电抗器通常采用箔式绕组结构，箔式绕组结构具有散热效果差、多层结构寄生电容大、高频附加损耗大的缺点，并且受制于绕线工艺难度，箔式绕组结构无法使用大截面扁线作为绕组线。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种散热效果好、高功率密度的大电流电抗器。
本实用新型的技术方案是：一种高功率密度的大电流电抗器，包括从上往下依次通过螺杆连接的上盖板、下盖板、底座，上盖板与下盖板之间设置有至少两组并排布置的磁芯组合，每组磁芯组合包括两个相互平行的磁芯、上下并联布置在磁芯上的两个线圈，每组的两个相互平行的磁芯的上端均连接至对应的上磁轭、下端均连接至对应的下磁轭，上磁轭固定设置在上盖板的下方，下磁轭固定设置在下盖板的上方；每个线圈由绕线呈内8字结构缠绕在同组的两个磁芯上，形成横向串联的两个绕组，设置在同一磁芯上的线圈的端部引出线焊接在同一接线铝排上，接线铝排的上端固定设置在上盖板上。
进一步的技术方案，每个绕组的匝间间隙距离大于0.5mm。
进一步的技术方案，线圈为聚酯亚胺膜包扁线单线立式绕制而成。
本实用新型的有益效果：
本实用新型通过合理的排列绕组结构，采用单层扁线立绕结构，匝间有大于0.5mm的间隙距离，散热效果好；解决了大电流电抗器功率密度低、散热效果差的问题；在确保一定的温升限值情况下，采用本实用新型所提供的的结构，能够提高电流密度和磁通密度，大大提升了电抗器的功率密度，从而简化了产品尺寸，为光伏、风机等逆变设备节省了组装空间。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1中线圈的结构示意图。
其中，1、上盖板，2、下盖板，3、底座，4、第一线圈，41、第一绕组，42、第二绕组，5、第二线圈，51、第三绕组，52、第四绕组，6、上磁轭，7、下磁轭，8、接线铝排。
具体实施方式
下面通过非限制性实施例，进一步阐述本实用新型，理解本实用新型。
如图1-2所示，本实用新型为一种高功率密度的大电流电抗器，包括从上往下依次通过螺杆连接的上盖板1、下盖板2、底座3，上盖板1与下盖板2之间设置有至少两组并排布置的磁芯组合，每组磁芯组合包括两个相互平行的磁芯、上下并联布置在磁芯上的两个线圈，每组的两个相互平行的磁芯的上端均连接至对应的上磁轭6、下端均连接至对应的下磁轭7，上磁轭6固定设置在上盖板1的下方，下磁轭7固定设置在下盖板2的上方；设置在同一磁芯上的线圈的端部引出线焊接在同一接线铝排8上，接线铝排8的上端固定设置在上盖板1上。
每个线圈由聚酯亚胺膜包扁线呈内8字结构单线立式缠绕在同组的两个磁芯上，从而形成横向串联的两个绕组，由于采用单层绕组结构，层间寄生电容小，临近损耗低。绕制时，控制每个绕组的匝间间隙距离大于0.5mm，使得接线裸线完全暴露在空气中，无遮挡物，因此无绝缘材料老发、短路的风险，且绝缘性能好、散热效果良好。
本实施例中上盖板1与下盖板2之间设有三组并排布置的磁芯组合，每列磁芯组合包括呈左、右分布的磁芯，上、下并联布置在磁芯上的第一线圈4与第二线圈5，第一线圈4包括横向串联的第一绕组 41、第二绕组42，第二线圈5包括横向串联的第三绕组51、第四绕组52，每组第一线圈4、第二线圈5的首端连接至同侧的接线铝排8、尾端连接至同侧的接线铝排8。
实验对比：
一台三相电抗器技术要求如下
电感量：50uH、电流1050Arms、基波频率50HZ、谐波频率：3.65KHZ、谐波电流120Arms；
采用本实用新型结构的大电流电抗器与采用箔式绕组结构的大电流电抗器的参数对比如下表所示，显然，本实用新型的电流密度与磁通密度更大，温升更低，损耗更低。
| 普通箔式 | 本实用新型 |
| 铁芯截面：70*135mm<sup>2</sup> | 铁芯截面：70*120mm<sup>2</sup> |
| 铁芯窗口：70*280 | 铁芯窗口：70*280 |
| 绕组圈数：10圈 | 绕组圈数：10圈 |
| 铝箔截面：1.3*300*2(条) | 立绕铝线4*30*4(条) |
| 电流密度：1.63A/mm<sup>2</sup> | 电流密度：2.2A/mm<sup>2</sup> |
| 磁通密度：0.91T | 磁通密度：1.03T |
| 铁芯用量：111.5KG | 铁芯用量：98.7KG |
| 铝材用量：31KG | 铝材用量：22KG |
| 层间绝缘纸用量：1.1kg | 层间绝缘纸用量：无 |
| 总损耗：2440W | 总损耗：2350W |
| 温升：112K(AF:3m/s) | 温升：102K(AF:3m/s) |
| 主材料成本：2052RMB | 主材料成本：1762RMB |
| 产品重量：160KG | 产品重量：135KG |
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种高功率密度的大电流电抗器，其特征在于：包括从上往下依次通过螺杆连接的上盖板、下盖板、底座，所述上盖板与下盖板之间设置有至少两组并排布置的磁芯组合，每组磁芯组合包括两个相互平行的磁芯、上下并联布置在磁芯上的两个线圈，每组的两个相互平行的磁芯的上端均连接至对应的上磁轭、下端均连接至对应的下磁轭，所述上磁轭固定设置在上盖板的下方，所述下磁轭固定设置在下盖板的上方；每个线圈由绕线呈内8字结构缠绕在同组的两个磁芯上，形成横向串联的两个绕组，设置在同一磁芯上的线圈的端部引出线焊接在同一接线铝排上，所述接线铝排的上端固定设置在上盖板上。
2.根据权利要求1所述的一种高功率密度的大电流电抗器，其特征在于：每个绕组的匝间间隙距离大于0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种高功率密度的大电流电抗器，其特征在于：所述线圈为聚酯亚胺膜包扁线单线立式绕制而成。
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