[实用新型]一种外置磁路的半匝电抗器

说明书

本实用新型涉及电抗器技术领域，具体涉及一种外置磁路的半匝电抗器,其包括铁芯组件、线圈组件以及安装组件；所述铁芯组件包括上横轭、下横轭、小芯柱以及三个主芯柱；所述安装组件用于使所述上横轭、下横轭、小芯柱以及三个主芯柱之间装配；所述上横轭与下横轭平行设置；三个主芯柱以及小芯柱之间均相互平行；三个主芯柱均设于所述上横轭与下横轭之间；所述小芯柱位于所述上横轭的外侧；所述小芯柱的两端分别与上横轭以及下横轭连接；所述线圈组件绕设于三个主芯柱上构成三相电抗器；所述上横轭的截面面积≥小芯柱截面积；下横轭的截面面积≥小芯柱截面积。本实用新型能使三相感量平衡。

技术领域

本实用新型涉及电抗器技术领域，具体涉及一种外置磁路的半匝电抗器。

背景技术

铁芯电抗器作为电力电子领域不可或缺的重要部件，大量应用于输电电网的谐波抑制、功率补偿等方面，其还应用于电力机车、航海船舶、新能源、不间断电源等电路中，充的滤波、谐振、限流等功能。我们知道，磁通(或磁力线)经过的闭合路径称为磁路，当一导体从起点由磁路外围垂直于磁通方向绕360度再回到起点时，其与磁通完全交链为一整匝；当绕过180度至起点的正对面结束时，其与磁通交链一半则为半匝。

在实际使用时，三相电抗器往往会采用前进后出的接线方式，即形成对侧进出线的半匝电抗器。因此在三相半匝电抗器中，往往会出现同样的结构圈数(对侧进出线时)而电气圈数确不相同的情况：设中间芯柱为N.5匝，则根据磁路匝数原理可知，其左边与右边芯柱圈数分别为N匝、N+1匝，也就是说在三相铁芯中，对侧进出线在线圈几何匝数相同的情况下会使ABC三相的电气匝数不相等，ABC三相圈数不相等最大的问题就是会导致三相电抗器的电感量不相等，其平衡率视匝数的多少而定。由于电感量与线圈匝数的平方成正比，可以根据三相线圈匝数算出ABC三相的感量差异,平衡率Y＝[N+1)2-N)2]/{[(N+1)2+(N+0.5)2+N2]/3}。当N＝100，Y＝2％；N＝50，Y＝4％；N＝40，Y＝4.9％；N＝30，Y＝6.6％；N＝20，Y＝9.8％；N＝10，Y＝19％；N＝5，Y＝36.2％；可以看到，匝数越少感量相差越大。

按行业内标准，三相电感量不平衡率均要求在4％以内，有时甚至要求小于2％。由上可知，只有当匝数大于100匝时，才无需做持别处理，而小于50匝时若不做特殊处理显然三相电感平衡率会超标。目前业内的处理方法基本有以下几种，但都存在一定缺陷。

1、不做处理。缺陷：电感量不平衡率超标拖累整机性能；

2、在电抗器芯柱顶部与横轭交接处垫气隙。缺陷：三相各自的顶部气隙高低不一，横轭倾斜，损耗及噪音增大、结构稳定性变差；且当匝数较少时，若单从芯柱顶部与横轭交接处垫气隙来解决感量平衡率，即使横轭倾斜到30°也无法调到要求值；

3、在三个芯柱内部设置不同的气隙厚度。缺陷：三个芯柱内部硅钢片与气隙块尺寸及数量不一样，容易混淆，增加了生产工艺难度；且当匝数较少时，三个芯柱气隙会相差很大，整台电抗器的漏磁与附加损耗会显著增加；

因此，现有技术存在缺陷，亟需改进。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上所述的缺点，提供了一种外置磁路的半匝电抗器。

为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下：一种外置磁路的半匝电抗器，包括铁芯组件、线圈组件以及安装组件；所述铁芯组件包括上横轭、下横轭、小芯柱以及三个主芯柱；所述安装组件用于使所述上横轭、下横轭、小芯柱以及三个主芯柱之间装配；所述上横轭与下横轭平行设置；三个主芯柱以及小芯柱之间均相互平行；三个主芯柱均设于所述上横轭与下横轭之间；所述小芯柱位于所述上横轭的外侧；所述小芯柱的两端分别与上横轭以及下横轭连接；三个主芯柱上均设有所述线圈组件；每个线圈组件均同向绕制；每个线圈组件均包括有多余半匝线圈段；每个多余半匝线圈段均位于半匝电抗器的同一侧；三个线圈组件与三个主芯柱构成对侧进出线的三相电抗器；所述上横轭的截面面积≥小芯柱截面积；下横轭的截面面积≥小芯柱截面积。