[發明專利]三相電抗器的電感平衡磁芯及三相電抗器

在審

• 申請號: 201811358801.X
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109326420A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 屈子鐸
• 申請（專利權）人: 山西中磁尚善科技有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/255;H01F27/26;H01F27/34
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明涉及電抗器技術領域，具體涉及一種三相電抗器的電感平衡磁芯及三相電抗器。一種三相電抗器的電感平衡磁芯，主要由上軛部、下軛部和三個磁柱組成的橫向“日”字型磁芯，位于中間的磁柱的上下兩端與上軛部和下軛部之間均設有氣隙墊片。本發明的磁芯通過將氣隙設置在磁柱的上下兩端，避開了線圈，使得三組線圈的電感達平衡狀態時，沒有擴散磁通現象，不對線圈造成渦流損耗，從而也不會引發線圈局部溫度升高，用于解決由于電抗器磁芯氣隙處線圈溫度過高，而減少電抗器使用壽命的問題。

技術領域

本發明涉及電抗器技術領域，具體涉及一種三相電抗器的電感平衡磁芯及三相電抗器。

背景技術

電抗器也叫電感器，一個導體通電時就會在其所占據的一定空間范圍產生磁場，所以所有能載流的電導體都有一般意義上的電感性。然而通電長直導體的電感較小，所產生的磁場不強，因此實際的電抗器是導線繞成螺線管形式，稱空心電抗器；有時為了讓這只螺線管具有更大的電感，便在螺線管中插入磁芯。電抗分為感抗和容抗，比較科學的歸類是感抗器(電感器)和容抗器(電容器)統稱為電抗器，然而由于過去先有了電感器，并且被稱為電抗器，所以現在人們所說的電容器就是容抗器，而電抗器專指電感器。

三相交流電是我國電能輸送最為常見的一種輸送形式，簡稱為三相電。三相交流電源，是由三個頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢組成的電源。相與相之間的電壓稱為線電壓，任兩相之間的電壓都是380V。相與中性點之間的電壓稱為相電壓，任一相對中性點的電壓都是220V。發電機發出的電源都是三相的，三相電源的每一相與其中性點都可以構成一個單相回路為用戶提供220V電力能源。

在一般高功率應用的工業系統中，三相交流電是能源使用效率與穩定性上較佳的一種選擇，常見于電動機、壓縮機、變頻器、逆變器、充電樁與通信電源等。在功率因子修正、電磁噪音抑制與電流紋波控制等因素要求上便常見到三相電抗器之蹤影。在三相電抗器的設計規范中，該三組線圈的電感值必須控制在一定的差異范圍內。傳統習知的三相電抗器的磁路結構為E+E型的磁芯組合模式，透過中間磁柱的中間開氣隙或三個接合面以墊片隔出氣隙的方式來調整位于中間線圈電感偏高的現象。這個中間線圈電感會偏高的現象是由于中間線圈的磁動勢所激發出磁通所走的磁路與外側的兩個線圈的磁動勢所激發出磁通所走的磁路不同，且中間線圈激磁所走磁路的磁阻比外側線圈的較低，磁阻低則電感量就高，故中柱氣隙是為了調高中間線圈激磁所走磁路的磁阻以達到調降電感之目的。然而，在氣隙邊緣磁通會向外擴展，即擴散磁通(如圖9)。這部分磁通是由于氣隙磁勢而產生，它在磁芯窗口中出現，在高頻時會切割窗口中靠近氣隙附近的導體造成渦流損耗，進而導致該區域導體的溫升過高、減短了電抗器的使用壽命。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的在于提供一種三相電抗器的電感平衡磁芯及三相電抗器，用于解決由于電抗器磁芯氣隙處線圈溫度過高，而減少電抗器使用壽命的問題。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：

一種三相電抗器的電感平衡磁芯，主要由上軛部、下軛部和三個磁柱組成的橫向“日”字型磁芯，其特征在于：位于中間的磁柱的上下兩端與上軛部和下軛部之間均設有氣隙墊片。

進一步地，所述磁柱為若干磁塊堆疊而成。

進一步地，所述磁柱豎向分為多層，每層均為多個磁塊呈陣列排布。

進一步地，所述上軛部和下軛部均為若干磁塊堆疊而成。

進一步地，所述上軛部和下軛部沿長度方向均設有三組磁塊組，所述三組磁塊組分別位于對應三個磁柱；每組磁塊組包括豎向多層，每層為多個磁塊并列布置而成。

進一步地，位于中間的磁塊組朝向磁柱的一側設有氣隙墊片，位于兩邊的磁塊組背向磁柱的一側設有氣隙墊片。

進一步地，所述磁塊為軟磁金屬合金粉芯或非晶納米晶粉芯或鐵氧體制作而成的長方體結構。