[實用新型]新型三相電感鐵心

有效

• 申請號: 200920143847.X
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN201364796Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發明（設計）人: 焦海波
• 申請（專利權）人: 焦海波
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/24;H01F41/02
• 代理公司: 寧夏專利服務中心
• 代理人: 趙明輝

技術領域

本實用新型涉及電力電子設備中常用的帶鐵心的三相感性器件，特別是新型三相電感鐵心。

背景技術

在電力電子設備中，特別是逆變電源和變頻電源中，需要使用帶鐵心的感性器件來實現電路設計者的目的，比如交流濾波。目前普遍使用的大電流交流濾波電感鐵心，均使用硅鋼片，這種方式存在如下技術缺陷：

1、在電力電子設備中，比如不間斷電源(UPS)、變頻器和其他各種逆變器，它們所處理的電流含有大量的高次諧波，會在電感的鐵心上產生很高的損耗。

2、為了避免鐵心飽和，需要在鐵心上開氣隙。氣隙附近會有磁場擴散現象，擴散的磁場會產生附加損耗，特別是在單個氣隙尺寸較大的時候，會在氣隙附近的鐵心和繞組上產生非常嚴重的附加損耗。如果不加限制，這種附加損耗會使得電感的損耗增加一倍以上。為了減少這種不必要的附加損耗，在制造技術上往往需要增加氣隙的數量，減小單個氣隙的尺寸。硅鋼片由于剪裁尺寸的限制，很難達到增加氣隙的數量，減小單個氣隙的尺寸的目的。因為將這些材料制作成小尺寸的片狀時要花費很多工時，且很難堆放、搬運和整理。

3、重量和尺寸較大。為了降低高頻損耗，不得不降低硅鋼片鐵心的工作磁通密度，導致電感的尺寸會比較大、鐵心的成本和重量也比較高。

4、使用鐵氧體制造大電流交流濾波電感鐵心也有一定的難度，受鐵氧體制造工藝的限制，在成形鐵氧體生產廠家的樣本上幾乎沒有合適尺寸的鐵心供選擇。大尺寸的軟磁鐵氧體價格很高，也難以承受。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種新型三相電感鐵心，其鐵心損耗低，氣隙分散，擴散磁場產生的損耗很低。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種新型三相電感鐵心，包括鐵軛和鐵心中柱，其特別之處在于，所述鐵軛和每一根鐵心中柱均由軟磁鐵氧體塊層疊而成。

其中構成鐵軛的軟磁鐵氧體塊均為長方體，該鐵軛的每一層包括至少1塊軟磁鐵氧體塊。

其中鐵軛的每一層均由相同數量和相同排列方式的軟磁鐵氧體塊構成。

其中構成鐵心中柱的軟磁鐵氧體塊均為長方體，該鐵心中柱的每一層包括至少2塊軟磁鐵氧體塊。

其中鐵心中柱的每一層包括2塊軟磁鐵氧體塊，并且奇數層軟磁鐵氧體塊的排列方向與偶數層軟磁鐵氧體塊的排列方向相差90度。

其中鐵心中柱的每一層包括至少3塊軟磁鐵氧體塊，并且奇數層軟磁鐵氧體塊的排列方向與偶數層軟磁鐵氧體塊的排列方向相差180度。

進一步的，其中鐵心采用三相五柱式結構。

更進一步的，其中在三根鐵心中柱兩側分別設有一根鐵心旁柱，鐵心旁柱由軟磁鐵氧體塊層疊而成，構成鐵心旁柱的軟磁鐵氧體塊均為長方體，該鐵心旁柱的每一層包括至少1塊軟磁鐵氧體塊。

其中鐵心旁柱的每一層均由相同數量和相同排列方式的軟磁鐵氧體塊構成。

本實用新型提供了一種損耗低、重量輕、成本合理且加工工藝簡單的新型電感鐵心，具體采用了軟磁鐵氧體材料來搭建鐵心，依靠軟磁鐵氧體的高頻低損耗特點和塊狀鐵氧體之間均勻分布的氣隙和上下鐵軛處不加氣隙，大幅度減少因鐵磁材料引起的高頻損耗、因線圈端部鐵心氣隙引起的散磁通和附加損耗。

附圖說明

附圖1為本實用新型的結構示意圖；

附圖2為本實用新型實施例1中鐵心中柱(2)的結構示意圖；

附圖3為本實用新型實施例2中鐵心中柱(2)的結構示意圖；

附圖4為本實用新型實施例3中鐵心中柱(2)的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖來對本實用新型作進一步詳細的說明：

如圖1所示，本實用新型鐵心采用三相五柱式結構，按照三相五柱式鐵心的選取規則，鐵軛1的截面和鐵心旁柱3的截面均取鐵心中柱2截面的1/2，可以降低鐵心的高度、成本和重量。

如圖2、3、4所示，鐵心中柱2根據計算的鐵心截面要求制作成幾個標準可拼接的固定的鐵心截面尺寸，供設計不同容量的電感時選用，例如：60×60、60×90、60×120等。

鐵心中柱2均加工成高度尺寸為10mm的塊狀，在層疊過程中每層間就會有一個氣隙，按照電感的計算氣隙總量均勻的分布在多層鐵心中柱2間，在上下鐵軛1間隙處可不加氣隙，每個氣隙的高度均≤1mm。

通過本實用新型制作的電感鐵心，鐵心損耗低，氣隙分散均勻，擴散磁場產生的損耗很低，具有高效率、低損耗、較輕的重量和成本合理等優點。