[发明专利]直流磁势全抵消电感

说明书

技术领域

本发明涉及一种大电流直流电感器，详细地说，是一种在电感环形磁芯气隙中埋入永磁体的应用于直流网侧滤波的直流磁势全抵消电感。

背景技术

在直流电网调速领域中，交流驱动器前端的直流传输线中，含有大量的谐波；直流电感作为一种无源滤波元件，可以有效的抑制直流侧传输线中的谐波频谱。由于直流网侧电流中，直流分量占据了很大的比例，当电流较大时，磁芯会出现严重的饱和现象，导致电感量下降，滤波作用很大程度上被削弱。完全饱和时，电感滤波作用完全消失。因此，传统的直流电感通过以下几种方式来抑制磁芯的饱和现象：

（1）磁芯结构中开一定数量的气隙，通过调节气隙的截面积及长度来抑制磁环的过饱和，在大电流应用场合，磁芯气隙过大，漏磁现象严重，另外也不利于装配；

（2）磁芯采用高饱和磁通材料，例如铁硅铝、高磁通、铁基非晶合金，在直流大电流场合，抑制效果有限；

（3）增大磁芯截面积的方法，势必会加大电感的体积与重量，在装配空间及重量严格控制的场合，这种方式略显局限。

发明专利文件CN101354949A公开了一种直流电感器，使用了永磁体并采用磁板结构来调节磁隙，并分流了一部分磁通，随着现有永磁体抗退磁能力的增强，这种加磁板结构的永磁体的装置形式略显复杂，在工程应用中显得笨拙。

发明内容

本发明针对现有直流电抗器抑制饱和磁通效果不明显，装置复杂的缺点，从直流电感器简单、易制造、适应不同电流水平的角度出发，提出了一种改进结构的直流磁势全抵消电感。

为解决以上技术问题，本发明提出了以下技术方案：一种直流磁势全抵消电感，其包括以下几个部分：

线圈：用在直流网侧传输线上，线圈可位于磁芯结构的任意位置上；

导磁体：用于形成永磁体磁通路径；

磁芯结构：磁芯结构中分布一定数量的离散气隙；

永磁体：磁芯结构中埋入一定数量的永磁体，配合磁芯结构形成多个离散气隙；永磁体产生的磁势与线圈产生的直流磁势在磁芯结构磁路内方向相反；

固定装置：固定装置紧贴在所述永磁体四周，用于保护永磁体抵抗其受到的机械冲击，固定装置位置随永磁体位置的变动而变动。

进一步的，所述永磁体设置在所述磁芯结构两侧；所述永磁体与磁芯结构之间呈斜面接触。

进一步的，所述磁芯结构气隙处的磁芯切口相对的切面呈上下互相对称的凹槽结构，所述凹槽结构用于放入相对应的永磁体，从而形成若干个气隙。

进一步的，所述磁芯结构由U型磁芯与I型磁芯组合而成，所述永磁体放置于I型磁芯的左右两侧，固定装置用于保证I型磁芯与永磁体的相对位置，线圈位于U型磁芯左右磁柱上；所述永磁体与I型磁芯的气隙可调节，以获得不同的电感特性；线圈通电流时所产生的直流磁势在U型磁芯内应遵循相同的时钟方向。

进一步的，所述磁芯结构由U型磁芯及I型磁芯组成，I型磁芯与U型磁芯之间分布有气隙；所述永磁体包括第一永磁体、第二永磁体，所述第一永磁体、第二永磁体的N级与S级均位于相邻的两个表面上；所述第一永磁体的N级与S级分别依次与U型磁芯及I型磁芯的内表面紧贴，第二永磁体的N级与S级分别依次与I型磁芯及U型磁芯内表面紧贴。

进一步的，所述磁芯结构由E型磁芯及与E型磁芯相配置的I型磁芯组合而成，所述永磁体放置于E型磁芯的左右磁柱与I型磁柱之间，永磁体的放置位置可调节，所述线圈的位置位于E型磁芯中间磁柱或左右磁柱上。

进一步的，所述磁芯结构由E型磁芯与I型磁芯组合而成，永磁体放置于I型磁芯的左右两侧，所述线圈包括第一线圈、第二线圈，第一线圈、第二线圈的位置分别依次位于E型磁芯的两个外侧磁柱上。

进一步的，所述磁芯结构由E型磁芯与I型磁芯组合而成，永磁体放置于I型磁芯的左右两侧，所述线圈包括第一线圈、第二线圈，第一线圈、第二线圈缠绕在中间的磁芯上。

进一步的，所述磁芯结构由两个E型磁芯组成，所述线圈缠绕在两个E型磁芯交接的中间支柱上，两个E型磁芯的中间磁柱表面均带有互相对称的凹槽结构，一定数量的所述永磁体放置于上下磁柱的凹槽内。