[实用新型]一种磁芯结构以及具有该磁芯结构的电抗器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电抗器及其磁芯结构，更具体地说，涉及一种磁粉芯与硅钢在同一磁路的磁芯结构，以及具有该磁芯结构的电抗器。

背景技术

电抗器，也称之为电感器，在传统的UPS等逆变器中，单相或三相电抗器的磁芯一般由硅钢或磁粉芯等单一材质构成。

如图1所示，为采用硅钢制作的电抗器的磁芯1，由于硅钢的磁导率高，初始磁导率在5000以上，采用较少的线圈匝数，在磁芯的中柱加分段气隙11等方式，即可做到所要求的电感值。但由于气隙11集中在中柱的几个位置上，导致磁芯的整体损耗较大，声频范围的噪音大，需要降低工作磁通密度才可以降低噪音。

如图2所示，为采用金属磁粉芯制作的电抗器的磁芯2，一般采用较小的磁粉芯长方体棒21拼接成较大的尺寸的磁芯2。这种磁芯结构使得气隙均匀分布在整个磁路中，磁芯2的整体损耗和噪音都相对较小，但由于金属磁粉芯的导磁率较低，有效磁导率为10～125，相同的线圈匝数，只能获得较小的电感量，为了获得足够的电感量，需要增加磁芯的结构尺寸才可以达到要求的电感量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的电抗器的磁芯存在的上述缺陷，提供一种磁芯结构以及具有该磁芯结构的电抗器，在该磁芯结构中，由金属磁粉芯和硅钢组合构成磁路，可以降低磁芯的损耗、降低噪音，减小磁芯的整体尺寸。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种磁芯结构，包括由金属磁粉芯和硅钢构成的磁路。

在本实用新型所述的磁芯结构中，所述磁芯结构包括至少两根由金属磁粉芯制成中柱、以及由硅钢制成的上厄和下厄，所述上厄位于所述中柱的上端，所述下厄位于所述中柱的下端，所述中柱、上厄和下厄构成所述磁路，在同一所述磁路中，所述金属磁粉芯和硅钢的磁通密度相当。

在本实用新型所述的磁芯结构中，所述磁芯结构包括三根中柱。

在本实用新型所述的磁芯结构中，所述上厄贴在所述中柱的上端的端面上，所述下厄贴在所述中柱的下端的端面上。

在本实用新型所述的磁芯结构中，所述上厄位于两个所述中柱的上端之间，所述下厄位于两个所述中柱的下端之间。

在本实用新型所述的磁芯结构中，所述中柱由金属磁粉芯棒粘接而成。

在本实用新型所述的磁芯结构中，所述上厄和下厄由硅钢片层叠而成。

本实用新型还提供了一种电抗器，包括如以上所述磁芯结构，以及环绕所述磁路的多匝线圈。

实施本实用新型的磁芯结构以及具有该磁芯结构的电抗器，具有以下有益效果：本实用新型的磁芯结构综合了硅钢的高磁导率和金属磁粉芯均匀气隙、损耗小、噪声低的各自优点，将它们共同建立在同一磁路上，可以在满足电感量要求的前提下降低具有该磁芯的电抗器的损耗、降低噪声、减小电抗器的整体尺寸。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有的采用硅钢材质的磁芯的示意图；

图2是现有的采用金属磁粉芯材质的磁芯的示意图；

图3是无气隙的电抗器的示意图；

图4是无气隙的电抗器的电路原理图；

图5是带有集中气隙的电抗器的示意图；

图6是带有集中气隙的电抗器的电路原理图；

图7是本实用新型的磁芯的磁路原理图；

图8是本实用新型的磁芯结构的第一实施例的示意图；

图9是本实用新型的磁芯结构的第二实施例的示意图；

图10是本实用新型的磁芯结构的第三实施例的示意图；

图11是本实用新型的磁芯结构的第四实施例的示意图；

图12是具有本实用新型磁芯结构的电抗器的电感与现有的电抗器的电感对比图。

具体实施方式

如图3和图4所示，为无气隙的电抗器的示意图及其电路原理图，在一环形磁芯磁导率为μ的磁芯上，环的截面积A，平均磁路长度为l，绕有N匝线圈。在线圈中通入电流I，在磁芯建立磁通。同时假定环的内径与外径相差很小，环的截面上磁通是均匀的。根据安培环路定律可知：

F＝NI＝Hl＝Bl/μ＝φl/μA＝φR_m

R_m称为磁路的磁阻，与电阻的表达式相似，正比于路的长度l，反比于截面积A和材料的磁导率μ；其倒数称为磁导：G_m＝1/R_m＝μA/l。