[发明专利]一种铁心电抗器的磁路结构

说明书

一种铁心电抗器的磁路结构，在线圈的上下端与上下铁轭之间设置器身磁屏蔽；在每相心柱对应的铁轭的上下表面设置磁分路。本发明具有以下优点：器身磁屏蔽将原本要进入中轭并在轭中横穿的漏磁通沿自身硅钢片片长导通至边轭，顺利均漏磁且避免磁力线横穿；器身磁屏蔽的圆弧形或阶梯形内边缘与心柱外径配合使更多的漏磁通分流到边轭；磁分路将原本要进入中轭并在轭中横穿的主磁通沿自身硅钢片片长方向导通至边轭，顺利均主磁通且避免磁力线横穿；对三相铁心电抗器，磁分路将断片在磁路上连接起来，实现三相磁势顺利平衡且不再有磁力线横穿；可靠性好、损耗小、结构和工艺简单、成本低。

技术领域

本发明属于电感器技术领域，具体的说是涉及一种铁心电抗器的磁路结构。

背景技术

铁心电抗器易发生局部过热和易产生大振动是危及安全的两个世界性难题。目前我国几乎所有运行的低电压电抗器（低抗）多发局部过热，尤其干式电抗器，无论单相还是三相的，也无论是直线形铁轭还是圆环形铁轭，几乎全有过热故障，甚至烧毁，有的更换数次仍然没能解决问题，其过热多发生在铁轭上，说明这种产品局部过热的根源已经不仅仅是漏磁分布带来的偶然，已经是铁心结构的缺陷造成的必然，并且由于由于上述问题造成局部磁密过高，使磁通、磁密、电压、电流波形畸变，造成谐波含量增大。

已有技术的铁心基本结构是铁心饼是圆柱形、铁轭的截面是矩形，采用矩形截面铁轭的目的是便于通过铁轭可靠压紧心柱压制振动。现有技术的不足之处在于：第一，铁轭、心柱、线圈的几何形状及相对位置关系，使铁轭中磁通分布不均，中轭的磁通和磁密大于边轭磁通和磁密，中轭损耗大易过热；第二，由于磁通总要选择磁阻最小的回路流通，中轭的部分磁通必然要逐渐向边轭分磁，此过程穿硅钢片大表面，在被穿的硅钢片中产生大涡流和涡流损耗使其易过热；第三，最严重的后果是在有断片结构的三相电抗器中，因为三相磁路有磁势平衡的必然趋势，而断轭接收的磁通大部分无法直接导通，只能穿到其两边的整片硅钢片中才能导通，此磁通穿断片本身大表面又穿相邻区域整片的大表面，产生极大的损耗，加剧过热程度，需要说明的是为了可靠压制振动，或者对电压等级较高的产品，为了让拉紧螺杆避开线圈等高电位部件，压紧螺杆必须布置在心柱正中并穿上下铁轭，其中必然有断片形成方孔或圆孔，孔无法导磁、断片则不能直接导磁，加剧了断片及其相邻区域温度偏高或过高。更严重的是三相电抗器中轭有断片时不仅因磁密不均要分磁，而且还由于断片范围内磁通不能直接导通，必然产生程度更厉害的分磁，产生更大的损耗，造成更厉害的发热。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种可靠性高、磁场分布均匀、磁力线不横穿硅钢片、损耗小、结构和工艺简单、成本低的一种铁心电抗器的磁路结构。

一种铁心电抗器的磁路结构，所述铁心电抗器包括铁心、线圈、器身磁屏蔽、磁分路和铁轭；

所述铁心由心柱构成，所述铁轭由硅钢片组成；

所述线圈的上端与上侧铁轭的下表面之间、线圈的下端与下侧铁轭的上表面之间设置器身磁屏蔽；

所述器身磁屏蔽本体为硅钢片，所述器身磁屏蔽的硅钢片片长方向与铁轭硅钢片片长方向，在水平方向上垂直，或成不为零的角度、所述器身磁屏蔽的硅钢片片厚与铁轭硅钢片片厚相邻，即其硅钢片的片厚方向分别面向铁轭及线圈；

所述每相心柱竖直对应位置的上侧铁轭的上表面、下侧铁轭的下表面设置磁分路，所述磁分路本体为硅钢片，所述磁分路的硅钢片的片长方向与铁轭硅钢片片长方向，在水平方向上垂直，或成不为零的角度；所述磁分路的硅钢片的片厚与铁轭硅钢片片厚相邻，即其硅钢片的片厚方向面向铁轭；

器身磁屏蔽与心柱相近内缘是长度渐变的硅钢片叠成的圆弧形或长度分级的硅钢片叠成的阶梯形结构。

进一步地，所述器身磁屏蔽包括无磁钢板或铜板制成的圆整化夹件、硅钢片叠成的磁屏蔽本体、无磁钢板或铜板制成的焊接固定件和绑扎用绝缘带；