平板磁芯電抗器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種平板磁芯電抗器，包括上軛磁芯、下軛磁芯和多個(gè)中柱磁芯，該上軛磁芯和該下軛磁芯是由帶狀磁芯卷繞成環(huán)形后擠壓成型，該上軛磁芯和該下軛磁芯呈跑道形，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯兩個(gè)端部的兩個(gè)中柱磁芯為圓柱形或橢圓柱形。
【專利說明】平板磁芯電抗器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電抗器，尤其是涉及一種平板磁芯電抗器。

【背景技術(shù)】
[0002]超薄厚度的硅鋼片、非晶帶材、納米非晶帶材具有飽和磁通密度高，且交流磁滯損耗比較小的特點(diǎn)，適合作為高頻大功率變壓器和電抗器的上下軛的磁芯材料。如圖1所示為三相電抗器結(jié)構(gòu)10，包括上軛磁芯11、下軛磁芯12、多個(gè)中柱磁芯13、以及多個(gè)線圈14。為了有利于電抗器尺寸的緊密控制以及提高磁元件的空間利用率，非繞線的上軛磁芯11和下軛磁芯12常常采用長(zhǎng)方體磁芯的結(jié)構(gòu)形式。在生產(chǎn)制造這些長(zhǎng)方體磁芯時(shí)，對(duì)于硅鋼帶材，一般采用沖片成型的辦法，將硅鋼帶材沖壓成特定形狀的硅鋼片，然后將這些片狀磁芯進(jìn)行疊片排列，使之形成長(zhǎng)方條磁芯進(jìn)行使用；對(duì)于非晶帶材和納米非晶帶材，一般將帶材先進(jìn)行裁剪，然后再一層層進(jìn)行疊片粘接，使之形成塊狀磁芯，或者在將薄帶狀磁芯先卷繞成環(huán)形磁芯，然后將環(huán)形磁芯壓扁粘接，隨后切除圓弧狀部分，將其加工成長(zhǎng)方體磁芯。
[0003]隨著電源設(shè)備的工作頻率的提升，為了減小帶狀磁芯的高頻渦流損耗，制造磁芯所采用的帶材的厚度變得越來越薄，如果仍采用沖片加工再疊片成型的話，磁芯制作非常費(fèi)工費(fèi)時(shí)。
[0004]如果將帶狀磁芯采用卷繞、壓扁成型，之后再進(jìn)行切割，去掉兩頭圓弧狀磁芯的話，磁芯的切割，不僅導(dǎo)致加工時(shí)間長(zhǎng)，而且切割后還形成廢料，這提高了變壓器和電抗器產(chǎn)品的磁芯成本。同時(shí)，由于兩頭切割后，形成了片狀長(zhǎng)條磁芯，這些片狀磁芯間只能通過粘接的方式粘合在一起，其結(jié)果是磁芯塊的抗扭曲強(qiáng)度低，易于分層開裂，影響了電抗器的長(zhǎng)期可靠性。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種平板磁芯電抗器，適合高效、低成本地生產(chǎn)。
[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提出一種平板磁芯電抗器，包括上軛磁芯、下軛磁芯和多個(gè)中柱磁芯，該上軛磁芯和該下軛磁芯是由帶狀磁芯卷繞成環(huán)形后擠壓成型，該上軛磁芯和該下軛磁芯呈跑道形，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯兩個(gè)端部的兩個(gè)中柱磁芯為圓柱形或橢圓柱形。
[0007]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯為圓柱形或橢圓柱形。
[0008]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯為長(zhǎng)方體。
[0009]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該多個(gè)中柱磁芯的數(shù)量為兩個(gè)，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯的兩個(gè)端部，兩個(gè)中柱磁芯上均繞制線圈。
[0010]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該多個(gè)中柱磁芯的數(shù)量為三個(gè)，且對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯端部的兩個(gè)中柱磁芯上繞制線圈，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯不繞制線圈。
[0011]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該多個(gè)中柱磁芯的數(shù)量大于三個(gè)，且對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯端部的兩個(gè)中柱磁芯上和對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯均繞制線圈，其余中柱磁芯不繞制線圈。
[0012]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該帶狀磁芯的材料為硅鋼，且該帶狀磁芯的厚度小于0.15臟。
[0013]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該帶狀磁芯的材料為鐵基非晶軟磁，且該帶狀磁芯的厚度小于0.1111111。
[0014]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該帶狀磁芯的材料為軟磁性納米非晶，且該帶狀磁芯的厚度小于0.11111110
[0015]本實(shí)用新型上述技術(shù)方案提出的電抗器，上、下軛磁芯可以采用圓環(huán)形磁芯卷帶壓扁成型，且無需將其切斷。這樣，一方面不會(huì)造成磁芯加工上的費(fèi)工費(fèi)時(shí)現(xiàn)象，同時(shí)也不會(huì)造成磁芯廢料，降低了磁芯的制造成本；另一方面，由于卷繞磁芯不被切斷，磁芯塊平面平整，且保持了很好的機(jī)械扭曲強(qiáng)度，有利于電抗器的長(zhǎng)期可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為讓本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說明，其中:
[0017]圖1為已知的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的平板磁芯的制作過程。
[0020]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖6為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的兩相電抗器結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖7為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的兩相電抗器結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖8為本實(shí)用新型第六實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。參考圖2所示，本實(shí)施例的平板磁芯電抗器20包括上軛磁芯21、下軛磁芯22、3個(gè)中柱磁芯23和3個(gè)線圈24。上軛磁芯21和下軛磁芯22按照通常的方式上下間隔設(shè)置，3個(gè)中柱磁芯23則連接于上軛磁芯21和下軛磁芯22之間，組成閉合磁路。
[0026]在本實(shí)施例中，上軛磁芯21和下軛磁芯22設(shè)計(jì)成跑道形，即由中間的矩形和兩端的圓弧形構(gòu)成。可以理解，上軛磁芯21和下軛磁芯22的形狀可以略作變化，例如不是標(biāo)準(zhǔn)的跑道形。圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例的平板磁芯的制作過程。參考圖3所示，上軛磁芯21和下軛磁芯22都可以是由帶狀磁芯卷繞而成。帶狀磁芯按照所需的磁芯塊的厚度進(jìn)行帶材的裁剪，裁剪好寬窄的超薄磁芯帶進(jìn)行高速的圓環(huán)磁性繞制成型，然后將繞制好的環(huán)形結(jié)構(gòu)30從圓周處擠壓成型，使之形成兩端圓弧狀的長(zhǎng)餅狀塊狀磁芯成品。較佳地，可進(jìn)一步將成型的磁芯進(jìn)行含浸粘接使其定型。
[0027]對(duì)應(yīng)于上軛磁芯21和下軛磁芯22的形狀，3個(gè)中柱磁芯23中，對(duì)應(yīng)于上軛磁芯21和下軛磁芯22兩個(gè)端部的兩個(gè)中柱磁芯23a和23b可為圓柱形或橢圓柱形。此外，對(duì)應(yīng)于上軛磁芯21和下軛磁芯22中央的中柱磁芯23c也可為圓柱形或橢圓柱形。3個(gè)中柱磁芯23上均繞制線圈24。由于圓柱狀中柱磁芯23a、23b的上下側(cè)分別和上、下軛磁芯21、22的圓弧型處相連接，來自于中柱磁芯23a、23b的磁通可以直接流經(jīng)上、下軛磁芯21、22的側(cè)面。因此即便采用上述中柱磁芯23a、23b，不進(jìn)行磁芯切割，也不會(huì)讓磁力線穿透薄帶面，磁力線只能順著薄帶方向流通。也就是說，磁力線流經(jīng)上、下軛磁芯21、22時(shí)，不會(huì)在磁芯薄帶內(nèi)形成渦流現(xiàn)象。
[0028]本實(shí)施例的電抗器，上、下軛磁芯21、22可以采用圓環(huán)形磁芯卷帶壓扁成型，且無需將其切斷。這樣，一方面不會(huì)造成磁芯加工上的費(fèi)工費(fèi)時(shí)現(xiàn)象，同時(shí)也不會(huì)造成磁芯廢料，降低了磁芯的制造成本；另一方面，由于卷繞磁芯不被切斷，磁芯塊平面平整，且保持了很好的機(jī)械扭曲強(qiáng)度，有利于電抗器的長(zhǎng)期可靠性。
[0029]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。參考圖4所示，本實(shí)施例的電抗器40包括上軛磁芯41、下軛磁芯42、3個(gè)中柱磁芯43和3個(gè)線圈44。上軛磁芯41和下軛磁芯42按照通常的方式上下間隔設(shè)置，3個(gè)中柱磁芯43則連接于上軛磁芯41和下軛磁芯42之間，組成閉合磁路。本實(shí)施例與圖1所示第一實(shí)施例的不同之處在于，各中柱磁芯43相對(duì)于上軛磁芯41和下軛磁芯42的位置稍向內(nèi)，各中柱磁芯43的側(cè)面不與上軛磁芯41和下軛磁芯42的側(cè)面平齊。
[0030]圖2和圖4所示為3個(gè)中柱磁芯和3個(gè)繞組(即三相三柱)的電抗器，但本實(shí)用新型的電抗器并不以此為限，下面再例舉不同的實(shí)施例。
[0031]圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例的三相電抗器結(jié)構(gòu)圖。參考圖5所示，本實(shí)施例的電抗器50包括上軛磁芯51、下軛磁芯52、3個(gè)中柱磁芯53和3個(gè)線圈54。上軛磁芯51和下軛磁芯52按照通常的方式上下間隔設(shè)置，3個(gè)中柱磁芯53則連接于上軛磁芯51和下軛磁芯52之間，組成閉合磁路。本實(shí)施例與圖1所示第一實(shí)施例的不同之處在于，對(duì)應(yīng)于上軛磁芯51和下軛磁芯52中央的中柱磁芯53c為長(zhǎng)方體而非圓柱體或橢圓柱體。
[0032]圖6為本實(shí)用新型第四實(shí)施例的兩相電抗器結(jié)構(gòu)圖。參考圖5所示，本實(shí)施例的電抗器60包括上軛磁芯61、下軛磁芯62、2個(gè)中柱磁芯63和2個(gè)線圈64。上軛磁芯61和下軛磁芯62按照通常的方式上下間隔設(shè)置，2個(gè)中柱磁芯63則連接于上軛磁芯51和下軛磁芯52之間，組成閉合磁路。本實(shí)施例與圖1所示第一實(shí)施例的不同之處在于，去除了對(duì)應(yīng)于上軛磁芯61和下軛磁芯62中央的中柱磁芯，從而變成2個(gè)中柱磁芯和2個(gè)繞組(2相2柱)的電抗器。
[0033]圖7為本實(shí)用新型第五實(shí)施例的兩相電抗器結(jié)構(gòu)圖。參考圖7所示，本實(shí)施例的電抗器70包括上軛磁芯71、下軛磁芯72、3個(gè)中柱磁芯73和2個(gè)線圈74。上軛磁芯71和下軛磁芯72按照通常的方式上下間隔設(shè)置，3個(gè)中柱磁芯73則連接于上軛磁芯71和下軛磁芯72之間，組成閉合磁路。本實(shí)施例與圖5所示第三實(shí)施例的不同之處在于，對(duì)應(yīng)于上軛磁芯71和下軛磁芯72中央的中柱磁芯73c沒有繞制線圈，從而變成3個(gè)中柱磁芯和2個(gè)繞組(2相3柱)的電抗器。
[0034]圖8為本實(shí)用新型第六實(shí)施例的兩相電抗器結(jié)構(gòu)圖。參考圖8所示，本實(shí)施例的電抗器80包括上軛磁芯81、下軛磁芯82、5個(gè)中柱磁芯83和3個(gè)線圈84。上軛磁芯81和下軛磁芯82按照通常的方式上下間隔設(shè)置，5個(gè)中柱磁芯83則連接于上軛磁芯81和下軛磁芯82之間，組成閉合磁路。本實(shí)施例與圖1所示第一實(shí)施例的不同之處在于，在中柱磁芯833和83(3之間增加了中柱磁芯83山在中柱磁芯83(3和836之間增加了中柱磁芯836，中柱磁芯83(1和836沒有繞制線圈，從而變成5個(gè)中柱磁芯和3個(gè)繞組(3相5柱)的電抗器。
[0035]在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，上軛磁芯和下軛磁芯所使用的帶狀磁芯的材料可以是硅鋼、鐵基非晶軟磁材料或軟磁性納米非晶材料。如果使用硅鋼材料，帶狀磁芯的厚度較佳地小于0.15臟。如果使用鐵基非晶軟磁材料，帶狀磁芯的厚度較佳地小于0.1臟。如果使用軟磁性納米非晶材料，帶狀磁芯的厚度較佳地小于0.
[0036]在本實(shí)用新型的各實(shí)施例中，根據(jù)繞組的連接方式的不同，通過繞組的串聯(lián)或并聯(lián)組合，電抗器在電氣結(jié)構(gòu)上可以是單相單電抗器，也可以是單相的2個(gè)獨(dú)立繞組耦合式電抗器，也可構(gòu)成多相耦合式電抗器。
[0037]雖然本實(shí)用新型已參照當(dāng)前的具體實(shí)施例來描述，但是本【技術(shù)領(lǐng)域】中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，在沒有脫離本實(shí)用新型精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)施例的變化、變型都將落在本申請(qǐng)的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平板磁芯電抗器，包括上軛磁芯、下軛磁芯和多個(gè)中柱磁芯，其特征在于，該上軛磁芯和該下軛磁芯是由帶狀磁芯卷繞成環(huán)形后擠壓成型，該上軛磁芯和該下軛磁芯呈跑道形，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯兩個(gè)端部的兩個(gè)中柱磁芯為圓柱形或橢圓柱形。
2.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯為圓柱形或橢圓柱形。
3.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該多個(gè)中柱磁芯中，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯為長(zhǎng)方體。
4.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該多個(gè)中柱磁芯的數(shù)量為兩個(gè)，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯的兩個(gè)端部，兩個(gè)中柱磁芯上均繞制線圈。
5.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該多個(gè)中柱磁芯的數(shù)量為三個(gè)，且對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯端部的兩個(gè)中柱磁芯上繞制線圈，對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯不繞制線圈。
6.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該多個(gè)中柱磁芯的數(shù)量大于三個(gè)，且對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯端部的兩個(gè)中柱磁芯上和對(duì)應(yīng)于該上軛磁芯和該下軛磁芯中央的中柱磁芯均繞制線圈，其余中柱磁芯不繞制線圈。
7.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該帶狀磁芯的材料為硅鋼，且該帶狀磁芯的厚度小于0.15mm。
8.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該帶狀磁芯的材料為鐵基非晶軟磁材料，且該帶狀磁芯的厚度小于0.1mm。
9.如權(quán)利要求1所述的平板磁芯電抗器，其特征在于，該帶狀磁芯的材料為軟磁性納米非晶材料，且該帶狀磁芯的厚度小于0.1mm。
【文檔編號(hào)】H01F27/25GK204229999SQ201420761770
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】邵革良 申請(qǐng)人:田村（中國(guó)）企業(yè)管理有限公司, 株式會(huì)社田村制作所