电抗器装置 |
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| 申请号 | CN201180035648.7 | 申请日 | 2011-07-06 | 公开(公告)号 | CN103026435B | 公开(公告)日 | 2017-10-03 |
| 申请人 | 株式会社日立产机系统; | 发明人 | 中上贤治; | ||||
| 摘要 | 在轭部使用椭圆形的卷 铁 芯、铁芯的柱部为由卷铁芯堆积而成的电抗器装置中，因柱部中流通的磁通而流动的异常 电流 会导致电抗器装置的磁特性大幅恶化。从柱部的卷铁芯的端面的中心部向着外形设置切断部，通过使该切断部绝缘而切断异常电流的 短路 电路 。利用固定治具以固定铁芯切断后的铁芯的形状，最终使用固定带或 胶带 进行固定。本固定中使用的固定带对于铁芯中流通的磁通不会形成一圈回路。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电抗器装置，具有多个柱部铁芯和配置在柱部铁芯的两端的轭部铁芯，该电抗器装置的特征在于： |
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| 说明书全文 | 电抗器装置技术领域[0001] 本发明涉及电源装置的平滑用L（电感器）等中使用的电抗器装置，特别涉及使用了非晶质的电抗器装置。 背景技术[0002] 电抗器铁芯中使用的具有低损耗特征的非晶（非晶质磁性合金）部件，与作为铁芯部件而使用的电磁钢板相比，因加工而导致的特性恶化更为严重，并且加工性也更差。此外，该部件在退火后会变得非常脆，难以使用它制作铁芯以利用其低损耗的材料特性。特别是在以叠铁芯结构使用的情况下，非晶部件的板厚为0.025mm，为了进行层叠作业而不致使部件破损，需要耗费巨大的劳力，因此利用了非晶部件的叠铁芯基本上不被使用。 [0003] 通常而言，其中，制作大电容级的铁芯时，较多使用卷铁芯结构特别是叠铁芯结构。但是，对于非晶部件而言，由于其叠铁芯制作很困难，所以现状是制作大电容的电抗器需要耗费巨大的劳力和费用。 [0004] 为了使施加在铁芯上的应力抑制到最低限度，并进行使用了非晶部件的电抗器装置的大型化，存在先制造环形铁芯（Toroidal Core）再将该铁芯堆积的方法，但该方法会产生这样的问题，即，当磁通在柱部铁芯中流通时，非晶薄带层间的绝缘不足，会形成短路电路从而产生抵消磁通的流通的异常电流的流动。 [0005] 作为解决该问题的现有技术，专利文献1～3中记载了这样的内容。专利文献1中提出了一种块状铁芯，在块状铁芯中使用非晶质磁性合金薄带，通过在薄带卷绕体的卷绕厚度的中间部分卷绕插入硅钢板而对薄带的层进行分割，进而在径方向上切断而形成间隙部。该方案通过利用硅钢板对薄带的层进行分割，而谋求降低因形成间隙部时产生的毛刺导致薄带间短路从而引起的涡流损耗。 [0006] 专利文献2中制作了一种环状层叠体，首先卷绕非晶质合金薄带而制作环状层叠体，在层叠方向上将一个部位切断，并重新进行卷绕，利用切断部位的两端的对接部分构成曲线状（旋涡状）的间隙。将环状层叠体退火后，在间隙中插入绝缘物，使得块状铁芯的周方向上不形成闭路。 [0007] 现有技术文献 [0008] 专利文献 [0009] 专利文献1：日本实开昭61-1823号公报 [0010] 专利文献2：日本特开平04-345009号公报 发明内容[0011] 发明要解决的问题 [0012] 不过，专利文献1中需要进行以下大量的工序：在非晶质磁性合金薄带的卷绕厚度的中间部分卷绕插入硅钢板，然后将卷铁芯退火，退火后散热，之后浸渍到树脂中，使树脂固化，再然后通过机械加工而形成间隙。此外，由于例如需要进行在非晶质磁性合金薄带的中间部分卷绕插入硅钢板的作业，退火后的散热、浸渍到树脂中的作业，使树脂固化的作业等各个作业，所以会花费很长时间，并且树脂固化、间隙形成时会随之残留有残余应力，可能会导致磁特性降低。 [0013] 另外，专利文献2中形成环状层叠体需要将卷绕好的卷铁芯切断，并重新卷绕以利用切断部位的两端的对接部分构成曲线状（旋涡状）的间隙，从而制作环状层叠体，因此需要花费工时，并且退火后需要将绝缘纸插入到从铁芯的内侧向外侧以旋涡状延伸的间隙部中，所以作业困难并且插入时可能会增大退火后的非晶材料的破损量。 [0014] 本发明鉴于上述现有技术的缺点，提供一种电抗器装置，其制作工时较少，并将因加工导致的铁芯的残余应力抑制为较小。 [0015] 解决问题的手段 [0016] 为解决上述问题，本发明提供一种电抗器装置，具有多个柱部铁芯和配置在柱部铁芯的两端的轭部铁芯，其特征在于：上述柱部铁芯由具有在中心贯通的插通孔、并且具有沿着径方向形成的间隙的非晶质金属的卷铁芯构成，上述轭部铁芯由形成为大致长圆形状、并具有与上述柱部铁芯的插通孔连通的长孔的卷铁芯构成。 [0017] 此外，上述的电抗器装置，其特征在于：上述柱部铁芯在卷铁芯被固定在铁芯固定治具（夹具）的状态下进行间隙的形成和退火。 [0018] 此外，上述的电抗器装置，其特征在于：上述柱部铁芯在卷铁芯被固定在铁芯固定治具的状态下，在退火后在上述间隙中插入绝缘物。 [0019] 此外，上述的电抗器装置，其特征在于：上述铁芯固定治具在与上述间隙对应的位置上具有作业空间。 [0020] 此外，上述的电抗器装置，其特征在于：还设置有插通在上述柱部铁芯的插通孔和轭部铁芯的长孔的螺柱，通过上述螺柱连结上述柱部铁芯和轭部铁芯。 [0021] 发明的效果 [0023] 图1是本发明实施例的电抗器装置的铁芯的组装结构图。 [0024] 图2是上述电抗器装置的轭部铁芯的原型的俯视图。 [0025] 图3是上述电抗器装置的成型后的轭部铁芯的俯视图。 [0026] 图4是上述电抗器装置的柱部铁芯的间隙形成前的立体图。 [0027] 图5是将柱部铁芯安装到铁芯固定治具上时的说明图。 [0028] 图6是对固定治具内的柱部铁芯进行间隙加工的说明图。 [0029] 图7是用于插入到柱部铁芯的间隙中的绝缘物的立体图。 [0030] 图8是绝缘物的分解立体图。 [0031] 图9是插入了绝缘物的柱部铁芯立体图。 [0032] 图10是被固定带固定的柱部铁芯立体图。 [0033] 图11是表示固定中使用的固定带的绝缘部的说明图。 具体实施方式[0034] 以下对本发明的实施例进行说明。图1是表示电抗器装置的铁芯的组装结构的图。电抗器装置的铁芯包括柱部铁芯10（10a、10b、10c）和配置在其上下两端的轭部铁芯2（2a、 2b）。柱部铁芯10由环状的铁芯单元1在磁化方向上堆积多个而构成，铁芯单元1由非晶质金属（无定形金属）构成。铁芯单元如图4所示，由非晶质金属连续地卷绕而呈环状（Toroidal），在最内周设置有用于铁芯紧固用螺柱所通过的小直径的插通孔1a。 [0035] 轭部铁芯2如图2所示，以具有大直径的内周的方式由非晶质金属连续卷绕而形成为环状，通过在箭头方向上变形而形成为图3所示的大致长圆形（伸长的圆形）形状，同时大直径的内周经变形而成为用于紧固用的螺柱通过的长孔2d。上述大致长圆形和长孔被施加R（圆角加工变形）以使得非晶质金属不会破损，对于长孔2d，螺柱通过的部分之外也可以插入绝缘物。轭部铁芯2配置在柱部铁芯10的上下端，外侧隔着紧固板3（3a、3b）通过螺柱4（4a、4b、4c）与柱部铁芯10固定为一体，形成电抗器装置的铁芯。柱部铁芯10和轭部铁芯2由相同材料相同导磁率构成，因而磁通的流通顺畅，磁特性不会恶化。 [0036] 关于上述柱部铁芯10的环状的铁芯单元1，进一步进行详细说明。如图4所示，制作将非晶质金属连续卷绕而形成的环状的铁芯单元1。然后，如图5所示，利用铁芯固定治具（夹具）5、6以从上下按箭头方向覆盖环形铁芯单元1的方式，将该环形铁芯单元夹住并固定。铁芯固定治具5呈中空圆筒形且具有在下方穿过的形状，铁芯固定治具6呈中空圆筒形且具有在上方穿过的形状，在各自的内侧的中心设置有用于嵌入到环形铁芯单元1的插通孔1a中的轴5b、6b。另外，在铁芯固定治具5、6分别设置有用于在环形铁芯单元1上进行径方向的切断部（间隙）的切断加工的、在径方向上穿过的作业空间(径方向的开口)5a和6a。 [0037] 铁芯固定治具5、6在使作业空间5a、6a一致（对齐）、从图5的箭头方向覆盖环形铁芯单元1并对其进行固定的状态下，将加工工具插入作业空间5a、6a中，在环形铁芯单元1上机械加工形成径方向的间隙7（参照图6）。在进行该加工时，由于被加工的间隙的附近受到铁芯固定治具5、6的约束（紧固），所以非晶质金属上不会产生较大的挠曲，破损较少，加工精度也变高。另外，即使加工时产生毛刺，由于其最后加工的部分受到约束，为整齐的状态，所以容易进行精加工。铁芯固定治具5、6也具有在加工了环形铁芯单元1的间隙7后暂时保持铁芯单元的形状的作用，因此，优选使治具的内径与环形铁芯单元1的外形之间的差尽可能地接近。 [0038] 如图6所示，形成了间隙7之后，将铁芯单元1保持在固定于铁芯固定治具5、6中的状态下进行磁场退火。接着，在该间隙7中插入绝缘物8，防止铁芯单元1形成一圈短路电路。绝缘物8由图8所示的两个绝缘物8a、8b贴合形成为各端面呈截面T字形状，插入时使T字形状的下端直线状地向下方延伸，从上方插入到图6的间隙7中，插入后将下端折弯返回而贴附到铁芯单元1的底面上。或者，如图9所示将Nomex（注册商标）胶带等直接插入间隙7中并贴附。这些绝缘物是在铁芯1被固定在铁芯固定治具5、6中的状态下插入的，所以能够可靠且容易地进行作业、铁芯的破损较少。 [0039] 接着，将任一个铁芯固定治具从铁芯1取下，如图10所示使用绝缘固定带或绝缘胶带11将环形铁芯单元1的外周紧固固定，并取下另一个铁芯固定治具，根据需要使用另外的固定带或胶带进行固定。绝缘固定带或绝缘胶带11中存在绝缘物12，以使得对于铁芯单元1中流通的磁通不会形成一圈短路电路。 [0040] 上柱部铁芯10的铁芯单元1按上述方式构成，通过堆积多个而形成图1所示的柱部铁芯10（10a、10b、10c）。 [0041] 如以上说明的那样，根据本实施例，在形成柱部铁芯的铁芯单元1时，不使用粘接剂或清漆等，并且在铁芯单元1固定于铁芯固定治具中的状态下进行间隙的形成或绝缘物的插入，所以工时较少，作业效率高。此外，不存在残余应力，磁特性不会降低，非晶质金属的破损也较少。利用绝缘固定带或绝缘胶带11进行的铁芯单元1的紧固固定也容易进行作业。 [0042] 柱部铁芯与轭部铁芯的组装，是通过使螺柱通过两铁芯的插通孔和长孔而固定为一体的，作业效率较高。 [0043] 附图标记说明 [0044] 1……铁芯单元， [0045] 1a……插通孔， [0046] 2（2a、2b）……轭部铁芯， [0047] 2d……长孔， [0048] 3……紧固板， [0049] 4（4a、4b、4c）……螺柱， [0050] 5、6……铁芯固定治具， [0051] 5a、6a……作业空间， [0052] 5b、6b……轴， [0053] 7……间隙， [0054] 8（8a、8b）、9……绝缘物， [0055] 10（10a、10b、10c）……柱部铁芯， [0056] 11……绝缘固定带，绝缘胶带， [0057] 12……绝缘物。 |
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