[实用新型]一种高压大电流脉冲电抗器

说明书

本实用新型公开了一种高压大电流脉冲电抗器，包括骨架和绕组；骨架包括绝缘浇注壳和绕组固定架；绝缘浇注壳为外表面分布多个凸起的空心圆柱结构，且设置有绕组的进线孔和出线孔；绕组固定架包括呈I型分布的上圆盘和下圆盘，每个圆盘均匀分布多个凹槽，上圆盘和下圆盘凹槽分布位置对应一致，且与绝缘浇注壳凸起位置对应；位于上圆盘与下圆盘同一位置的凹槽插入环形封闭的多匝绕组，所有插入凹槽的绕组串联连接；骨架和绕组之间绝缘设置。本实用新型公开的电抗器具有结构简单、体积小、成本低、绝缘电压电流大、泄漏磁通小的优点。

技术领域

本实用新型属于电抗器技术领域，更具体地，涉及一种高压大电流脉冲电抗器。

背景技术

高压大电流脉冲电抗器是大功率脉冲电路中的一个重要部件，高压大电流脉冲电抗器主要用于高压电容器组串联电路中，通过高压大电流电抗器来保护高储能密度的电容器组、限制电路过电压和过电流、改善和控制系统的电压电流波形。

普通小功率电抗器为了减小尺寸，往往采用在高磁导率材料上缠绕线圈的制作方式，但是在大电流情况下高磁导率材料会发生磁通密度饱和现象，使得电抗器的电感值快速降低，因此大电流电抗器往往采用空心结构。在绕组流过几万安量级的电流时，绕组会产生很大的电动力，导致绕组的摆动和变形，不利于电感值的保持和安全运行，因此，需要对通电绕组进行固定。工作在高电压状态的绕组为了防止绕组出现击穿放电，同时为了保证操作人员的安全，需要考虑绕组的匝间绝缘及绕组对地绝缘。

目前，常见的高压大电流脉冲电抗器主要有两种：一种是直接利用自带绝缘层的高压电缆在柱形环氧骨架上绕制，但是这种开放的电抗器漏磁非常严重，磁能利用率低导致需要的绕组匝数多。此外，电缆的绝缘层往往很厚，虽然满足绝缘要求，但是会降低空间利用率，使电抗器的体积巨大；另一种是手工在多匝铜线圈上缠绕玻璃丝带进行绝缘处理，然后用定制的不锈钢或者环氧板等将电抗器线圈进行固定，这使得电抗器的绝缘处理和固定部件成本高，同时由于需要进行手工绝缘操作，电抗器的绕组的尺寸和间距受到很大限制，导致空间利用率降低，增大了电抗器的体积，此外过多的手工操作导致电抗器的电感值一致性较差。

总体而言，现有高压大电流脉冲电抗器存在体积大、成本高、电感值一致性差的缺点。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种高压大电流脉冲电抗器，目的在于减小电抗器体积，同时提高电抗器的电感值一致性。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高压大电流脉冲电抗器，包括骨架和绕组；

所述骨架包括绝缘浇注壳和绕组固定架；所述绝缘浇注壳为外表面分布多个凸起的空心圆柱结构，且设置有绕组的进线孔和出线孔；所述绕组固定架包括呈I型分布的上圆盘和下圆盘，每个圆盘均匀分布多个凹槽，所述上圆盘和下圆盘凹槽分布位置对应一致，且与所述绝缘浇注壳凸起位置对应；

位于所述上圆盘与下圆盘同一位置的凹槽插入环形封闭的多匝绕组，所有插入凹槽的绕组串联连接；

所述骨架和绕组之间绝缘设置。

进一步地，所述骨架由满足绝缘强度和机械强度的树脂材料3D打印制成。

优选地，所述树脂材料为未来8000树脂。

优选地，通过在真空环境下浇注环氧树脂在骨架和绕组之间形成绝缘。

进一步地，所述绝缘浇注壳凸起位置与所述绕组之间空隙为4mm左右，以保证电抗器的绝缘电压达到期望值。

进一步地，所述绕组的进线孔和出线孔之间距离为40mm，以减小电抗器的漏磁。

优选地，所述电抗器还包括设置在所有绕组上部的环形回线，用于减小磁场泄漏。

优选地，所述电抗器还包括多个限位器，用于径向固定插入凹槽的多匝绕组。