[實用新型]一種磁芯結構以及具有該磁芯結構的電抗器

有效

• 申請號: 201220117587.0
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN202487347U
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 朱勇;龐雷宇;位云峰;王亞寒
• 申請（專利權）人: 艾默生網絡能源有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F1/047;H01F1/06;H01F27/255;H01F27/245;H01F41/02
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元

技術領域

本實用新型涉及電抗器及其磁芯結構，更具體地說，涉及一種磁粉芯與硅鋼在同一磁路的磁芯結構，以及具有該磁芯結構的電抗器。

背景技術

電抗器，也稱之為電感器，在傳統的UPS等逆變器中，單相或三相電抗器的磁芯一般由硅鋼或磁粉芯等單一材質構成。

如圖1所示，為采用硅鋼制作的電抗器的磁芯1，由于硅鋼的磁導率高，初始磁導率在5000以上，采用較少的線圈匝數，在磁芯的中柱加分段氣隙11等方式，即可做到所要求的電感值。但由于氣隙11集中在中柱的幾個位置上，導致磁芯的整體損耗較大，聲頻范圍的噪音大，需要降低工作磁通密度才可以降低噪音。

如圖2所示，為采用金屬磁粉芯制作的電抗器的磁芯2，一般采用較小的磁粉芯長方體棒21拼接成較大的尺寸的磁芯2。這種磁芯結構使得氣隙均勻分布在整個磁路中，磁芯2的整體損耗和噪音都相對較小，但由于金屬磁粉芯的導磁率較低，有效磁導率為10～125，相同的線圈匝數，只能獲得較小的電感量，為了獲得足夠的電感量，需要增加磁芯的結構尺寸才可以達到要求的電感量。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術的電抗器的磁芯存在的上述缺陷，提供一種磁芯結構以及具有該磁芯結構的電抗器，在該磁芯結構中，由金屬磁粉芯和硅鋼組合構成磁路，可以降低磁芯的損耗、降低噪音，減小磁芯的整體尺寸。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種磁芯結構，包括由金屬磁粉芯和硅鋼構成的磁路。

在本實用新型所述的磁芯結構中，所述磁芯結構包括至少兩根由金屬磁粉芯制成中柱、以及由硅鋼制成的上厄和下厄，所述上厄位于所述中柱的上端，所述下厄位于所述中柱的下端，所述中柱、上厄和下厄構成所述磁路，在同一所述磁路中，所述金屬磁粉芯和硅鋼的磁通密度相當。

在本實用新型所述的磁芯結構中，所述磁芯結構包括三根中柱。

在本實用新型所述的磁芯結構中，所述上厄貼在所述中柱的上端的端面上，所述下厄貼在所述中柱的下端的端面上。

在本實用新型所述的磁芯結構中，所述上厄位于兩個所述中柱的上端之間，所述下厄位于兩個所述中柱的下端之間。

在本實用新型所述的磁芯結構中，所述中柱由金屬磁粉芯棒粘接而成。

在本實用新型所述的磁芯結構中，所述上厄和下厄由硅鋼片層疊而成。

本實用新型還提供了一種電抗器，包括如以上所述磁芯結構，以及環繞所述磁路的多匝線圈。

實施本實用新型的磁芯結構以及具有該磁芯結構的電抗器，具有以下有益效果：本實用新型的磁芯結構綜合了硅鋼的高磁導率和金屬磁粉芯均勻氣隙、損耗小、噪聲低的各自優點，將它們共同建立在同一磁路上，可以在滿足電感量要求的前提下降低具有該磁芯的電抗器的損耗、降低噪聲、減小電抗器的整體尺寸。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是現有的采用硅鋼材質的磁芯的示意圖；

圖2是現有的采用金屬磁粉芯材質的磁芯的示意圖；

圖3是無氣隙的電抗器的示意圖；

圖4是無氣隙的電抗器的電路原理圖；

圖5是帶有集中氣隙的電抗器的示意圖；

圖6是帶有集中氣隙的電抗器的電路原理圖；

圖7是本實用新型的磁芯的磁路原理圖；

圖8是本實用新型的磁芯結構的第一實施例的示意圖；

圖9是本實用新型的磁芯結構的第二實施例的示意圖；

圖10是本實用新型的磁芯結構的第三實施例的示意圖；

圖11是本實用新型的磁芯結構的第四實施例的示意圖；

圖12是具有本實用新型磁芯結構的電抗器的電感與現有的電抗器的電感對比圖。

具體實施方式

如圖3和圖4所示，為無氣隙的電抗器的示意圖及其電路原理圖，在一環形磁芯磁導率為μ的磁芯上，環的截面積A，平均磁路長度為l，繞有N匝線圈。在線圈中通入電流I，在磁芯建立磁通。同時假定環的內徑與外徑相差很小，環的截面上磁通是均勻的。根據安培環路定律可知：

F＝NI＝Hl＝Bl/μ＝φl/μA＝φR_m

R_m稱為磁路的磁阻，與電阻的表達式相似，正比于路的長度l，反比于截面積A和材料的磁導率μ；其倒數稱為磁導：G_m＝1/R_m＝μA/l。