[实用新型]直流电抗器

说明书

本实用新型涉及电力电子领域的电抗器，特别是由线包、铁芯组成的电抗器。

在已有技术中，对工业电子机器中使用的电抗器或变压器，通常都是用漆包线在底层绝缘上绕成线圈，磁路用叠片铁心或铁氧体制成，对于功率在500W～50KW的变压器、电抗器，在电流较大时，散热问题在工艺上不好处理，往往造成绕组空间利用率低下，尺寸变大。

本实用新型的目的是提供一种特殊的直流电抗器结构设计，使制成品的结构紧凑、尺寸较小、工艺简单、散热良好。

为了达到以上目的，该直流电抗器由铁芯、绕组、绝缘薄膜气隙、绝缘垫条和固定架组成。铁芯由H型和两个I型构成，绕组的导体由铜带制成，绕组铜带层间夹绝缘薄膜在H型芯柱上绕制，绕组中间隔一定匝数装有若干绝缘垫条，形成风道，H型和两个I型铁芯安装在固定架上，H型和I型铁芯的结合部位有气隙。

上述结构中，采用了铜带做绕组、H型铁芯和绝缘垫条形成的风道，因此，该直流电抗器绕制方便、散热良好，很适宜在大功率的场合下应用。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是直流电抗器原理结构图。

图2是加散热铜片的直流电抗器示意图。

图3是H型和I型铁芯拼装示意图。

图4是冂型和I型铁芯拼装示意图。

图5是叠片式H型铁芯拼装示意图。

图6是中柱为椭园形铁氧体H型铁芯拼装示意图。

图7是T型铁芯拼装示意图。

如图1所示，本实用新型由H型铁芯3、I型铁芯1、铜带绕组8、绝缘薄膜2、气隙6、固定架9、绝缘垫条5和出线头4组成。

铜带绕组8层间夹绝缘薄膜2，在H型铁芯3芯柱底层绝缘7上绕制，铜带绕组8间隔一定匝数装有若干绝缘垫条5，形成风道10，H型铁芯3和两个I型铁芯1安装在固定架9上，其结合部位留有气隙6，引出线头4直接由绕组的铜带端形成。

绕制时，在H型铁芯3芯柱上包上底层绝缘7，然后用铜带夹绝缘薄膜2绕制，铜带宽度比绝缘薄膜略窄，或者铜带边沿预先包上绝缘胶带，绕组绕到适当层数时垫上通风冷却风道10用的绝缘垫条5，铜带绕组8的起头直接由铜带折90°引出，若90°折叠铜带引出线太宽，内层可适当剪窄，外层将引出线再作对折，或剪窄再对折，磁路的气隙6用垫片垫上。

绕组采用铜带或多层铜带作为导体，层间用绝缘薄膜隔离，绝缘薄膜的宽度同H型铁芯开口宽度，铜带宽度小于绝缘薄膜宽，两边留有绝缘间距，或者将铜带预先作绝缘包边处理，这样就可以使包边的铜带的宽度几乎同H型铁芯开口宽度，更有利于散热。根据电流密度选择铜带厚度及层数。由于不存在排线问题，使绕制工艺极为简单，绕组整体的有效铜材填充率极高，体积大大缩小。

绕组的散热，从原理上比普通绝缘皮导线好，因为普通绝缘皮导线的热量，要从绕组中间向外传热，受到绝缘皮的阻碍，使绕组中间位置的热量不易传出来，从而中间部份温升太高。当使用铜带作绕组时，因铜带本身是极好的导热体，中间热量可直接通过铜带传到两边，特别当铜带宽度很宽，接近铁芯开口宽度时热量传到边缘而散去。

铜带绕组的另一优点是绕制工艺性好，免去了普通绕组导线容易从线包两边滑下到下层，从而不得不在绕组两端垫上硬质垫条，这种垫条不但费工费事，而且使散热变坏。

铜带绕组的绝缘浸渍处理，同一般电抗器、变压器类似，不再详述。

图2是铜带绕组8绕制过程中垫上散热铜片11，将铜带内部热量导出到外部面进行冷却的结构，导出用铜片预先涂漆或包绝缘层12处理，以免导出热量用的散热片带电。

图3所示，铁芯形状为H型铁芯3，再加上两个I型铁芯1的结构，采用H型的目的是可以在H型中间芯柱上直接包上较薄的绝缘材料，绕组使用铜带或多层铜带夹绝缘薄膜直接在H型芯柱上绕制，减少了绝缘底筒厚度，缩小了总体积。

图4是H型铁芯，由两个冂字型13和两个I型1组成，冂与I的接合面精确磨平，磁芯可以是铁片叠压而成，或者铁氧体整体型。

图5是叠片式H型铁芯，由条状铁片14叠装而成，按交叉法叠片，待绕组在中柱上绕成后，装上I型铁片，I型铁片是一片一片地插进去的，适用于变压器的场合。

图6是中柱呈椭园柱形(或园柱形)铁氧体的H磁芯，磁路上有气隙，绕组绕制在园柱上很方便，适用于作高频抑制而且带直流成份或交流主电流较大的场合。

图7是T型磁芯复合成H型，而且气隙6在绕组内孔中的结构，适用于直流电抗器，并且对交流分量干扰磁场起到屏蔽作用的情形。