[发明专利]一种非闭合磁路电抗器

说明书

技术领域

本发明涉及有轨电车技术领域，更具体地说，涉及一种非闭合磁路电抗器，该电抗器用于城市轨道交通车的牵引驱动变流器。

背景技术

随着城市轨道交通技术的大力发展，现在城市有轨电车成突飞猛进发展之势，现在该有轨电车不是通过在线取电，而是站站快速充电，作为该轨道车最关键部件的牵引驱动变流器电抗器的性能好坏，直接关系到该变流器的效率高低、安全稳定与否。

传统的铁芯电抗器(含闭合回路的磁性材料)，在通电状况下，随着电流的增大，电感量在有效范围内，电感量基本不变(即电感-电流曲线为一直线)，但当电流达到某一值时，电感量会突然变为0，即电抗器失效；

传统空心电抗器(不含磁性材料)，在通电状况下，随着电流的增大，电感量基本不变(即电感-电流曲线为一直线)，但电感不会失效，而轨道牵引变流器要求电抗器性能符合特定曲线(电感量随电流增大而减少，但当电流大于某值时，电感量能稳定在某一大于0的值不变)，亦即直流偏置性能差且噪声大，易饱和失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种非闭合磁路电抗器，该电抗器利用现有空心电抗器的不饱和特性，创造性地在空心电抗器中心空腔中置入磁性材料组成非闭合磁路，不但电抗器随着电流增大电抗器不会失效，而且能非常理想的满足牵引变流器所需的特定电感-电流曲线，具有完美的直流偏置性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种非闭合磁路电抗器，包括空心的线包组件和设置在线包组件空心内的磁性柱体；所述磁性柱体与线包组件的空腔相匹配；所述磁性柱体包括至少四个磁性柱，每个磁性柱依次层叠设置，相邻的两个磁性柱之间通过气隙板分隔开。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述磁性柱的数量为N个，所述气隙板的数量为N-1个。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述磁性柱的周缘上设置有锯齿状的通风通道。该通风通道的作用有二：一是利于磁性柱体与线包组件之间的通风散热；二是由于磁性柱体与线包组件的空腔形状相匹配，该通风通道便于磁性柱体组装至线包组件内。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述磁性柱为硅钢片或铁氧体中的一种。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述气隙板为在板的两面上涂覆有环氧树脂的陶瓷片。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述气隙板的厚度为0.1-10mm。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述线包组件包括空心骨架、多层绕设在空心骨架上的漆包线。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述空心骨架包括内环、与内环同心设置的外环和辐射状分布在内环与外环之间的风道条；每层漆包线同心绕设，并依次从内环外绕设至外环内；每个风道条设置在相邻两层漆包线之间。该风道条的作用在于间隔相邻两层漆包线的距离，另外一个作用在于为每层漆包线之间提供散热用的风道，从而提高电抗器的工作性能。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述内环、外环和风道条均一体成型。

本发明所述的非闭合磁路电抗器，其中，所述空心骨架由耐温绝缘材料制成。

实施本发明的非闭合磁路电抗器，具有以下有益效果：

(1)本发明利用现有空心电抗器的不饱和特性，创造性地在空心电抗器中心空腔中置入磁性柱体组成非闭合磁路，该结构的电抗器不但随着电流增大电抗器不会失效，而且能非常理想的满足牵引变流器所需的特定电感-电流曲线(即电感量随电流增大而减少，但当电流大于某值时，感量能稳定在某一大于0的值不变)，具有完美的直流偏置性能；此外，该结构的电抗器不仅能解决传统电抗器易饱和、直流偏置性能差，还能解决噪声高、效率低下、性价比低等问题，该发明应用在电抗器设计中，能解决长期以来轨道变流器的这种特定需求，而且，该发明也可以推广到目前电动汽车变流器中；

(2)另外，通过设置辐射状分布在内环与外环之间的风道条，该风道条的作用在于间隔相邻两层漆包线的距离，另外一个作用在于为每层漆包线之间提供散热用的风道，从而提高电抗器的工作性能；

(3)每个所述磁性柱的周缘上均设置有锯齿状的通风通道，若干磁性柱以及气隙板依次层叠之后，形成数条竖直方向上的通风通道，该通风通道的作用有二：一是利于磁性柱体与线包组件之间的通风散热；二是由于磁性柱体与线包组件的空腔形状相匹配，该通风通道便于磁性柱体组装至线包组件内。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：