[發明專利]一種斜面氣隙型電抗器鐵芯結構及其生產工藝

在審

• 申請號: 201510581202.4
• 申請日: 2015-09-14
• 公開（公告）號: CN105185530A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 冉瑞剛;李裕寶
• 申請（專利權）人: 廣東新昇電業科技股份有限公司
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/245;H01F3/14
• 代理公司: 惠州市超越知識產權代理事務所(普通合伙) 44349
• 代理人: 盧浩

技術領域

本發明涉及鐵芯電抗器領域，尤其涉及的是一種斜面氣隙型電抗器鐵芯結構及其生產工藝。

背景技術

在現代化工業中，鐵芯電抗器作為電力電子領域不可或缺的重要部件，大量應用于輸電電網的諧波抑制電路或功率補償電路中，同時也廣泛應用于電力機車、航海船舶、新能源、UPS等領域的濾波電路、諧振電路或限流電路等。實際應用中，流過鐵芯電抗器的電流不僅僅只是50Hz或60Hz的正弦波電流，而往往是含有豐富的諧波（150Hz~2kHz）、高頻調制波（1kHz~20kHz）等。由于鐵芯電抗器的結構以及其應用限定，電抗器在實際工作中會產生各種各樣的噪音、異響、振動等，這是人們難以忍受的。

傳統的電抗器鐵芯結構一般包括至少兩個對稱設置的硅鋼件，該硅鋼件由多個硅鋼片層疊形成。為了調整電感量及確保電感量的線性度，通常在兩個硅鋼件之間的縫隙中設置有單個或多個氣隙板，而為了抑制電抗器的噪聲，傳統的做法是將兩疊或多疊硅鋼片與氣隙板利用環氧樹脂粘合固定，放置硅鋼片振動移位產生噪聲。傳統的電抗器鐵芯的縫隙均與磁路方向呈垂直切割狀態，這種設置方式，硅鋼片在交變的磁場中很容易產生位移和振動從而產生噪音；其次，由于氣隙處的磁阻遠大于硅鋼片，磁路能量集中在各氣隙處，導致各氣隙處的漏磁和磁力線外泄均會產生更多的額外損耗，當磁力線穿越線圈時，線圈的附件損耗則會大幅增加。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種斜面氣隙型電抗器鐵芯結構及其生產工藝，旨在降低電抗器的噪聲和損耗。

實際應用中，由于氣隙與磁路是垂直設置的，這種設置方式，硅鋼片在交變的磁場中很容易產生位移和振動從而產生噪音。而隨著時間的流逝，噪聲會越來越大，并且噪聲增大的速度越來越快。經研究發現，當降低氣隙處的磁通密度，即通過增大氣隙處的交接面積可以很好的抑制噪聲和降低產品損耗，因此發明人提出以下電抗器鐵芯結構。

本發明的技術方案如下：一種斜面氣隙型電抗器鐵芯結構，包括至少兩個硅鋼件，硅鋼件由多個層疊設置的硅鋼片組成，各硅鋼件排列設置，相鄰的兩個硅鋼件之間形成氣隙，氣隙中設置有氣隙板，氣隙板通過粘合劑與硅鋼件粘合固定，實際應用中，氣隙傾斜設置，氣隙與磁路的夾角小于180°且不等于90°，氣隙板置于氣隙中，氣隙板傾斜設置。傾斜設置的氣隙和氣隙板，可以明顯降低氣隙處的磁通密度和損耗，同時增加了氣隙和氣隙板的面積（增大了硅鋼件粘合面的面積），使氣隙中可以容納更多的粘合劑，提高氣隙板與硅鋼件粘合的穩固性，達到降低噪聲的效果。另外，氣隙板與磁路形成一定的夾角，降低了氣隙處磁通密度和損耗，從而使磁路的磁壓降和磁路能力分散在傾斜設置的氣隙板上，這種設置方式可以有效抑制氣隙處的漏磁現象，減小磁力線外泄，避免產生額外的噪音和損耗。

實際應用中，結合材料加工及鐵芯疊片工藝的可操作性，氣隙（即氣隙板）與磁路的夾角為45°或135°時，氣隙面積（即硅鋼件的粘合面）增大1.414倍，此時，氣隙處的磁通密度可降低41.4%。經研究發現，同樣的工藝條件下，鐵芯的磁通密度每降低0.1T，噪音則可下降2～3dB,而鐵芯損耗與磁通密度程平方倍關系下降。因此，這種設置方式可以達到極好的降噪效果和降低鐵芯損耗的技術效果。

進一步的，氣隙板與硅鋼件的粘合面為粗糙面。粗糙面的設置使氣隙板與硅鋼件之間可以容納更多的粘合劑，可以提高兩者的粘合的穩固性，對降低噪聲具有極大的促進作用。

進一步的，氣隙板為纖維絕緣板。纖維絕緣板內部具有許多細小的縫隙，尤其是表面經過打磨的纖維絕緣板，其表面的縫隙更多，這些細小縫隙不但具有一定的降噪效果，同時有利于容納更多的粘合劑，提高氣隙板與硅鋼件粘合的穩固性。

本發明還提供了該斜面氣隙型電抗器鐵芯結構的生產工藝，包括以下步驟：

A、加工硅鋼片，傾斜切割硅鋼片，再將各硅鋼片層疊形成硅鋼件，使硅鋼件的粘合面傾斜設置。

B、將各硅鋼件排列設置，各硅鋼件之間形成傾斜的氣隙；

C、裁剪氣隙板，在氣隙板兩側的粘合面、以及硅鋼件的粘合面上涂上粘合劑，將氣隙板放入氣隙中，壓緊相鄰的兩個硅鋼件，夾緊氣隙板，待粘合劑固化后，得到鐵芯結構。

本發明的有益效果：本發明結構巧妙實用，通過傾斜設置的氣隙，增大了硅鋼件粘合面和氣隙板的面積，在不增加鐵芯用量的前提下使氣隙處的磁通密度下降41.4%，減小了氣隙處的磁壓降和漏磁輻射量，使氣隙處的噪音和損耗均大幅下降。

附圖說明

圖1是本發明鐵芯結構的結構示意圖。