磁飽和電抗器鐵芯柱、多節(jié)鐵芯柱及電抗器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)中無(wú)功功率的飽和電抗器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種磁飽和電抗器鐵芯柱、多節(jié)鐵芯柱及電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器在電力系統(tǒng)中起到提供無(wú)功功率和濾波的作用，電抗器分為鐵芯電抗和空芯電抗兩種。磁飽和電抗器是鐵芯電抗器中的一個(gè)大類，包括磁控式可控電抗器、磁閥式可控電抗器、直流偏磁式可控電抗器等等，都是利用調(diào)節(jié)鐵芯中磁通的飽和程度來(lái)調(diào)節(jié)電抗器的容量的，鐵芯全部或者部分存在磁通飽和的現(xiàn)象，是這類電抗器的一大特性。
[0003]這類磁飽和電抗器通常情況下在鐵芯中會(huì)形成直流磁通回路和交流磁通回路兩條磁通回路，交流磁通回路由所加的交流電自然形成，而直流磁通回路則通過(guò)外加勵(lì)磁或者自勵(lì)磁的方式形成，控制一般是指控制直流回路磁通的大小，然后直流磁通與交流磁通疊加形成鐵芯的最終磁通，直流磁通增加到一定程度，與交流磁通疊加后會(huì)造成磁通回路的磁通飽和，控制這個(gè)飽和程度的大小，就能控制電抗器容量的大小，來(lái)實(shí)現(xiàn)電抗器容量的連續(xù)可調(diào)，從而可以提供高質(zhì)量的無(wú)功功率。
[0004]直流磁通回路通過(guò)外加勵(lì)磁的方式一般是指直流偏磁式可控電抗器，直流磁通回路通過(guò)自勵(lì)磁的方式目前應(yīng)用最多的是磁閥式可控電抗器和磁控式可控電抗器。
[0005]電抗器的損耗可以分為銅耗和鐵耗，銅耗是由于線圈電阻上有電流流過(guò)產(chǎn)生的；鐵耗則主要是由于鐵芯的渦流造成的，鐵芯電抗器的鐵耗與鐵芯中磁通的飽和程度成正比的，鐵芯磁通越飽和，鐵耗越大。
[0006]而目前的磁飽和電抗器鐵芯，一般是由不同寬度的硅鋼片組成一個(gè)接近圓形截面的柱體，對(duì)這種磁飽和電抗器來(lái)說(shuō)，鐵耗較大是其應(yīng)用中的一個(gè)最突出的缺點(diǎn)，因此，需要提供一種新的鐵芯，既可以通過(guò)控制磁通飽和來(lái)達(dá)到控制電抗器容量，同時(shí)又可以降低磁飽和電抗器的鐵耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，有必要針對(duì)上述鐵耗較大的問(wèn)題，提供一種磁飽和電抗器鐵芯柱、多節(jié)鐵芯柱及電抗器，使磁飽和電抗器在達(dá)到容量連續(xù)可調(diào)的情況下大大降低了電抗器的鐵耗。
[0008]一種磁飽和電抗器鐵芯柱，所述鐵芯柱由多片鐵芯片疊加構(gòu)成的柱體，鐵芯柱截面為類圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯片由沿著鐵芯柱中心到鐵芯柱截面邊線方向上呈放射狀分布排列，鐵芯片與鐵芯柱截面邊線相垂直或者接近于垂直。
[0009]上述磁飽和電抗器鐵芯柱，鐵芯片呈放射狀分布，對(duì)稱的結(jié)構(gòu)設(shè)置使得電抗器磁路都是對(duì)稱的，鐵芯片是垂直或者接近于垂直鐵芯柱截面的邊線，降低了渦流流過(guò)的截面面積，可以降低磁飽和電抗器的鐵耗，并在一定程度上消除噪音影響。
[0010]一種多節(jié)鐵芯柱，由至少兩節(jié)上述的鐵芯柱組合構(gòu)成。
[0011]上述多節(jié)鐵芯柱，由多節(jié)本發(fā)明提供的放射狀鐵芯柱組成，在有磁閥和無(wú)磁閥的磁飽和電抗器時(shí)，都能有效的降低鐵耗。
[0012]一種電抗器，至少包括鐵芯以及繞組的線圈，所述鐵芯為上述的鐵芯柱或者多節(jié)鐵芯柱。
[0013]上述電抗器，通過(guò)采用上述的鐵芯柱或者多節(jié)鐵芯柱，在達(dá)到容量連續(xù)可調(diào)的情況下，可以明顯降低鐵耗。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的鐵芯片呈放射狀指向示意圖；
[0015]圖2為一實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為圓形磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為另一實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為多層圓形的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為內(nèi)方外圓形磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖7為多節(jié)磁飽和電抗器鐵芯柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8為圖7所示多節(jié)磁飽和電抗器鐵芯柱剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖9為三節(jié)磁飽和電抗器鐵芯柱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖10為圖9所示三節(jié)磁飽和電抗器鐵芯柱剖面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖11為多節(jié)鐵芯柱組合的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的磁飽和電抗器鐵芯柱、多節(jié)鐵芯柱及電抗器的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)描述。
[0026]下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的磁飽和電抗器鐵芯柱的實(shí)施例。
[0027]參考圖1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的鐵芯片呈放射狀指向示意圖，該鐵芯柱由多片鐵芯片疊加構(gòu)成的柱體，鐵芯柱截面為類圓形結(jié)構(gòu)，鐵芯片由沿著鐵芯柱中心到鐵芯柱截面邊線方向上呈放射狀分布排列，鐵芯片與鐵芯柱截面邊線相垂直或者接近于垂直。
[0028]上述實(shí)施例磁飽和電抗器鐵芯柱，由鐵芯片(一般是采用硅鋼片)按一定的結(jié)構(gòu)疊加起來(lái)所完成，鐵芯片呈放射狀分布，是對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，由此保證在任何情況下電抗器磁路都是對(duì)稱的，由于鐵耗主要是鐵芯片的渦流損耗造成的，而上述排列方式的鐵芯片是垂直或者接近于垂直鐵芯柱截面的邊線，則渦流流過(guò)的截面就大大降低，截面越小，總的渦流損耗小，從而有效地解決了磁飽和電抗器鐵耗較高的缺點(diǎn)，可以降低磁飽和電抗器的鐵耗，并在一定程度上消除噪音影響。
[0029]基于本發(fā)明設(shè)計(jì)思想的磁飽和電抗器鐵芯柱，實(shí)際設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，可以設(shè)置出不同結(jié)構(gòu)，以達(dá)到消除由磁路不對(duì)稱所造成的損耗增加、噪音增加的不良影響。
[0030]作為一種實(shí)施例，參考圖2所示，圖2為一實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖，所述鐵芯柱由至少兩組(圖中以三組為例)鐵芯片組疊加構(gòu)成，每組鐵芯片的疊加成截面為圓弧形結(jié)構(gòu)，所述鐵芯片組內(nèi)的鐵芯片沿著與圓弧形結(jié)構(gòu)截面的一條邊(即圖中L1、L2、L3)平行分布；其中，相鄰鐵芯片組內(nèi)的鐵芯片的截面不平行。
[0031]由圖示可以看出，上述排列方式的鐵芯片是接近于垂直鐵芯柱截面的邊線，則渦流流過(guò)的截面已經(jīng)得到大大降低，截面面積減小，從而也可以減小總的渦流損耗。
[0032]如上所述的鐵芯柱由三組鐵芯片組疊加構(gòu)成，而由六組鐵芯片組疊加構(gòu)成的鐵芯柱可以參考圖3所示，圖3為圓形磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖，由圖示可以看出，該結(jié)構(gòu)的鐵芯柱中渦流流過(guò)的截面已經(jīng)得到極大降低，截面面積明顯減小，極大減小了總的渦流損耗。
[0033]作為另一種實(shí)施方式，為了便于在工藝上的實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明的磁飽和電抗器鐵芯柱，也可以采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)，參考圖4所示，圖4為另一實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖，該鐵芯柱由至少兩組鐵芯片組疊加構(gòu)成，每組鐵芯片的疊加成截面為圓弧形結(jié)構(gòu)，所述鐵芯片組內(nèi)的鐵芯片沿著與圓弧形結(jié)構(gòu)截面的中心線(即圖中ΟΡ1、ΟΡ2、OP3、0P4)方向上平行分布；其中，中心線為圓弧形結(jié)構(gòu)的中心點(diǎn)與鐵柱體中心的連線，且相鄰鐵芯片組內(nèi)的鐵芯片的截面不平行。
[0034]上述實(shí)施例的方案，是鐵芯片接近垂直截面邊線的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的鐵芯柱易于工藝上實(shí)現(xiàn)，便于制造，同時(shí)也能夠明顯減少鐵芯柱中渦流流過(guò)的截面，減少鐵芯柱總的渦流損耗。
[0035]以上通過(guò)幾個(gè)實(shí)施例列出了磁飽和電抗器鐵芯柱的幾種結(jié)構(gòu)，是基于鐵芯片呈放射狀分布的幾種形式，這些結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，可以明顯減少鐵芯柱中渦流流過(guò)的截面面積，減小了磁飽和電抗器鐵芯柱總的渦流損耗。
[0036]針對(duì)于本發(fā)明的磁飽和電抗器鐵芯柱的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)于如圖3所示磁飽和電抗器鐵芯柱的結(jié)構(gòu)設(shè)置，參考圖5所示，圖5為多層圓形的磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖，可以由內(nèi)層結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)外層結(jié)構(gòu)組成；其中，鐵芯柱的內(nèi)層結(jié)構(gòu)的截面為圓弧形，外層結(jié)構(gòu)的截面為圓環(huán)形。
[0037]上述實(shí)施例的磁飽和電抗器鐵芯柱，弧形的鐵芯片組成一個(gè)圓形的鐵芯，做成多層的結(jié)構(gòu)，制作時(shí)可以先讓弧形鐵芯形成的圓形的鐵芯做內(nèi)層，在外圍再疊加一層或者多層的弧形鐵芯片組形成的圓環(huán)形的鐵芯，這樣就可以做便于將鐵芯柱成更大直徑的鐵芯。
[0038]同理，基于上述實(shí)施例的改進(jìn)原理，對(duì)于如圖4所示的磁飽和電抗器鐵芯柱，可以由內(nèi)方形外圓形結(jié)構(gòu)組成，如圖6所示，圖6為內(nèi)方外圓形磁飽和電抗器鐵芯柱截面的結(jié)構(gòu)示意圖，其中內(nèi)部方形部分可以通過(guò)多層疊加形成，方形外圍四邊再接上弧形的部分，制作時(shí)可以先形成多層的方形形狀的鐵芯做內(nèi)層，然后再在外圍四邊上疊加一層弧形鐵芯片組形成鐵芯柱。
[0039]進(jìn)一步地，針對(duì)于磁飽和電抗器鐵芯柱的改進(jìn)方案，考慮到對(duì)鐵芯柱結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，為了將磁飽和電抗器鐵芯柱和軛部連在一起，采用傳統(tǒng)的通過(guò)將鐵芯片錯(cuò)縫搭接方案，難以很好地實(shí)現(xiàn)硅鋼片的錯(cuò)縫搭接，在此，作為