磁饱和电抗器铁芯柱、多节铁芯柱及电抗器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电网中无功功率的饱和电抗器技术领域，特别是涉及一种磁饱和电抗器铁芯柱、多节铁芯柱及电抗器。
【背景技术】
[0002]电抗器在电力系统中起到提供无功功率和滤波的作用，电抗器分为铁芯电抗和空芯电抗两种。磁饱和电抗器是铁芯电抗器中的一个大类，包括磁控式可控电抗器、磁阀式可控电抗器、直流偏磁式可控电抗器等等，都是利用调节铁芯中磁通的饱和程度来调节电抗器的容量的，铁芯全部或者部分存在磁通饱和的现象，是这类电抗器的一大特性。
[0003]这类磁饱和电抗器通常情况下在铁芯中会形成直流磁通回路和交流磁通回路两条磁通回路，交流磁通回路由所加的交流电自然形成，而直流磁通回路则通过外加励磁或者自励磁的方式形成，控制一般是指控制直流回路磁通的大小，然后直流磁通与交流磁通叠加形成铁芯的最终磁通，直流磁通增加到一定程度，与交流磁通叠加后会造成磁通回路的磁通饱和，控制这个饱和程度的大小，就能控制电抗器容量的大小，来实现电抗器容量的连续可调，从而可以提供高质量的无功功率。
[0004]直流磁通回路通过外加励磁的方式一般是指直流偏磁式可控电抗器，直流磁通回路通过自励磁的方式目前应用最多的是磁阀式可控电抗器和磁控式可控电抗器。
[0005]电抗器的损耗可以分为铜耗和铁耗，铜耗是由于线圈电阻上有电流流过产生的；铁耗则主要是由于铁芯的涡流造成的，铁芯电抗器的铁耗与铁芯中磁通的饱和程度成正比的，铁芯磁通越饱和，铁耗越大。
[0006]而目前的磁饱和电抗器铁芯，一般是由不同宽度的硅钢片组成一个接近圆形截面的柱体，对这种磁饱和电抗器来说，铁耗较大是其应用中的一个最突出的缺点，因此，需要提供一种新的铁芯，既可以通过控制磁通饱和来达到控制电抗器容量，同时又可以降低磁饱和电抗器的铁耗。
【发明内容】
[0007]基于此，有必要针对上述铁耗较大的问题，提供一种磁饱和电抗器铁芯柱、多节铁芯柱及电抗器，使磁饱和电抗器在达到容量连续可调的情况下大大降低了电抗器的铁耗。
[0008]一种磁饱和电抗器铁芯柱，所述铁芯柱由多片铁芯片叠加构成的柱体，铁芯柱截面为类圆形结构，铁芯片由沿着铁芯柱中心到铁芯柱截面边线方向上呈放射状分布排列，铁芯片与铁芯柱截面边线相垂直或者接近于垂直。
[0009]上述磁饱和电抗器铁芯柱，铁芯片呈放射状分布，对称的结构设置使得电抗器磁路都是对称的，铁芯片是垂直或者接近于垂直铁芯柱截面的边线，降低了涡流流过的截面面积，可以降低磁饱和电抗器的铁耗，并在一定程度上消除噪音影响。
[0010]一种多节铁芯柱，由至少两节上述的铁芯柱组合构成。
[0011]上述多节铁芯柱，由多节本发明提供的放射状铁芯柱组成，在有磁阀和无磁阀的磁饱和电抗器时，都能有效的降低铁耗。
[0012]一种电抗器，至少包括铁芯以及绕组的线圈，所述铁芯为上述的铁芯柱或者多节铁芯柱。
[0013]上述电抗器，通过采用上述的铁芯柱或者多节铁芯柱，在达到容量连续可调的情况下，可以明显降低铁耗。
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例的磁饱和电抗器铁芯柱截面的铁芯片呈放射状指向示意图；
[0015]图2为一实施例的磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图；
[0016]图3为圆形磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图；
[0017]图4为另一实施例的磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图；
[0018]图5为多层圆形的磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图；
[0019]图6为内方外圆形磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图；
[0020]图7为多节磁饱和电抗器铁芯柱的结构示意图；
[0021]图8为图7所示多节磁饱和电抗器铁芯柱剖面的结构示意图；
[0022]图9为三节磁饱和电抗器铁芯柱的结构示意图；
[0023]图10为图9所示三节磁饱和电抗器铁芯柱剖面的结构示意图；
[0024]图11为多节铁芯柱组合的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明的磁饱和电抗器铁芯柱、多节铁芯柱及电抗器的【具体实施方式】作详细描述。
[0026]下面结合附图描述本发明的磁饱和电抗器铁芯柱的实施例。
[0027]参考图1所示，图1为本发明实施例的磁饱和电抗器铁芯柱截面的铁芯片呈放射状指向示意图，该铁芯柱由多片铁芯片叠加构成的柱体，铁芯柱截面为类圆形结构，铁芯片由沿着铁芯柱中心到铁芯柱截面边线方向上呈放射状分布排列，铁芯片与铁芯柱截面边线相垂直或者接近于垂直。
[0028]上述实施例磁饱和电抗器铁芯柱，由铁芯片(一般是采用硅钢片)按一定的结构叠加起来所完成，铁芯片呈放射状分布，是对称的结构，由此保证在任何情况下电抗器磁路都是对称的，由于铁耗主要是铁芯片的涡流损耗造成的，而上述排列方式的铁芯片是垂直或者接近于垂直铁芯柱截面的边线，则涡流流过的截面就大大降低，截面越小，总的涡流损耗小，从而有效地解决了磁饱和电抗器铁耗较高的缺点，可以降低磁饱和电抗器的铁耗，并在一定程度上消除噪音影响。
[0029]基于本发明设计思想的磁饱和电抗器铁芯柱，实际设计和应用中，可以设置出不同结构，以达到消除由磁路不对称所造成的损耗增加、噪音增加的不良影响。
[0030]作为一种实施例，参考图2所示，图2为一实施例的磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图，所述铁芯柱由至少两组(图中以三组为例)铁芯片组叠加构成，每组铁芯片的叠加成截面为圆弧形结构，所述铁芯片组内的铁芯片沿着与圆弧形结构截面的一条边(即图中L1、L2、L3)平行分布；其中，相邻铁芯片组内的铁芯片的截面不平行。
[0031]由图示可以看出，上述排列方式的铁芯片是接近于垂直铁芯柱截面的边线，则涡流流过的截面已经得到大大降低，截面面积减小，从而也可以减小总的涡流损耗。
[0032]如上所述的铁芯柱由三组铁芯片组叠加构成，而由六组铁芯片组叠加构成的铁芯柱可以参考图3所示，图3为圆形磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图，由图示可以看出，该结构的铁芯柱中涡流流过的截面已经得到极大降低，截面面积明显减小，极大减小了总的涡流损耗。
[0033]作为另一种实施方式，为了便于在工艺上的实现，本发明的磁饱和电抗器铁芯柱，也可以采用如图4所示的结构，参考图4所示，图4为另一实施例的磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图，该铁芯柱由至少两组铁芯片组叠加构成，每组铁芯片的叠加成截面为圆弧形结构，所述铁芯片组内的铁芯片沿着与圆弧形结构截面的中心线(即图中ΟΡ1、ΟΡ2、OP3、0P4)方向上平行分布；其中，中心线为圆弧形结构的中心点与铁柱体中心的连线，且相邻铁芯片组内的铁芯片的截面不平行。
[0034]上述实施例的方案，是铁芯片接近垂直截面边线的结构，该结构的铁芯柱易于工艺上实现，便于制造，同时也能够明显减少铁芯柱中涡流流过的截面，减少铁芯柱总的涡流损耗。
[0035]以上通过几个实施例列出了磁饱和电抗器铁芯柱的几种结构，是基于铁芯片呈放射状分布的几种形式，这些结构实现简单，可以明显减少铁芯柱中涡流流过的截面面积，减小了磁饱和电抗器铁芯柱总的涡流损耗。
[0036]针对于本发明的磁饱和电抗器铁芯柱的进一步改进，对于如图3所示磁饱和电抗器铁芯柱的结构设置，参考图5所示，图5为多层圆形的磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图，可以由内层结构和至少一个外层结构组成；其中，铁芯柱的内层结构的截面为圆弧形，外层结构的截面为圆环形。
[0037]上述实施例的磁饱和电抗器铁芯柱，弧形的铁芯片组成一个圆形的铁芯，做成多层的结构，制作时可以先让弧形铁芯形成的圆形的铁芯做内层，在外围再叠加一层或者多层的弧形铁芯片组形成的圆环形的铁芯，这样就可以做便于将铁芯柱成更大直径的铁芯。
[0038]同理，基于上述实施例的改进原理，对于如图4所示的磁饱和电抗器铁芯柱，可以由内方形外圆形结构组成，如图6所示，图6为内方外圆形磁饱和电抗器铁芯柱截面的结构示意图，其中内部方形部分可以通过多层叠加形成，方形外围四边再接上弧形的部分，制作时可以先形成多层的方形形状的铁芯做内层，然后再在外围四边上叠加一层弧形铁芯片组形成铁芯柱。
[0039]进一步地，针对于磁饱和电抗器铁芯柱的改进方案，考虑到对铁芯柱结构改进后，为了将磁饱和电抗器铁芯柱和轭部连在一起，采用传统的通过将铁芯片错缝搭接方案，难以很好地实现硅钢片的错缝搭接，在此，作为