一种基于空心线包的电抗器及其制造方法

摘要

本发明涉及一种基于空心线包的电抗器及其制造方法，电抗器包括空心线包和铁芯饼，所述空心线包套接在所述铁芯饼上，且所述空心线包与所述铁芯饼之间留有环形间隙，在所述环形间隙内围绕所述铁芯饼外表四周设置多个工字撑条，所述空心线包与铁芯饼通过多个工字撑条紧固设置。本发明的一种基于空心线包的电抗器，结构简单，加工方便，避免了带铁芯饼绕制时铁芯饼变形等问题，降低了人工的劳动强度，特别是针对那些比较重的铁芯饼，避免了搬运过程中的危险。另外，通过所述工字撑条保证了所述空心线包和铁芯饼的绝缘距离，并且相邻工字撑条之间的空气通道有利于散热，解决了空心线包和铁芯饼发热的问题。

权利要求

1.一种基于空心线包的电抗器的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将外部绕线设备的两个夹头夹住长方体状模芯的两端，并在所述模芯表面绕制线圈本体(4)；

步骤2：在所述线圈本体(4)上焊接连接排(5)，连接排(5)与所述线圈本体(4)一起形成空心线包(1)；

步骤3：将所述模芯从所述空心线包(1)中取出；

步骤4：将多片铁芯片并排叠置在两个紧固件(8)之间，形成铁芯饼(2)；

步骤5：将所述铁芯饼(2)插入到所述空心线包(1)的通孔中，使得所述铁芯饼(2)与所述空心线包(1)之间形成环形间隙；

步骤6：在所述环形间隙中设置多个工字撑条(3)将所述空心线包(1)与铁芯饼(2)紧固设置。

2.根据权利要求1所述一种基于空心线包的电抗器的制造方法，其特征在于：所述线圈本体(4)包括彼此交错层叠的绝缘层(6)和绕组层(7)，且所述线圈本体(4)的最外层为绝缘层(6)。

3.根据权利要求2所述一种基于空心线包的电抗器的制造方法，其特征在于：所述绝缘层(6)为绝缘纸，所述绕组层(7)为铜带或铝带。

4.根据权利要求1所述一种基于空心线包的电抗器的制造方法，其特征在于：所述模芯的尺寸与所述环形间隙的尺寸相匹配，且所述模芯的宽度为所述铁芯饼(2)的宽度与所述工字撑条(3)的厚度之和，所述模芯的高度为所述铁芯饼(2)的高度与所述工字撑条(3)的厚度之和，所述模芯的长度大于所述铁芯饼(2)的长度。

5.根据权利要求1至4任一项所述一种基于空心线包的电抗器的制造方法，其特征在于：所述步骤6中，多个所述工字撑条(3)按照所述环形间隙的宽高比例设置在所述环形间隙内。

说明书

一种基于空心线包的电抗器及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电力电子应用领域，尤其涉及一种基于空心线包的电抗器及其制造方法。

背景技术

[0002] 目前电抗器绕制线包时，一般采用两种方案：

[0003] 方案一：带铁芯饼一起绕制线圈，这种方式有以下明显缺点：制造铁芯饼需消耗大量粘接胶，增加了成本；铁芯饼制造周期长，且需占用大量工装治具，加长了产品的制造时间，难以实现大批量量产；带铁芯饼绕制线圈时，两边夹头转数不同步导致铁芯饼变形，增加了产品的不可靠性和不可预知性；铁芯饼重量大，带铁芯饼绕制要把铁芯饼装夹到绕线机里，加工难度大，上下装夹增加了员工劳动强度。

[0004] 方案二：用绕线模芯绕制，用绝缘纸包裹铁芯的方式绝缘，这种方式相对于方式与稍有改进，但是也有以下明显缺陷：用传统绕线模芯绕制，铁芯柱距离绕组太近，仅靠铁芯柱外侧的绝缘纸绝缘，为了固定绕组而在绝缘纸和绕组之间加塞绝缘板，容易导致绝缘纸破损，从而影响绝缘效果，增大了产品风险，加塞绝缘板后铁芯跟绕组之间没有缝隙，影响散热效果，在绕组和铁芯柱之间容易发热，减低产品性能。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于空心线包的电抗器及其制造方法。

[0006] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

[0007] 依据本发明的一个方面，提供了一种基于空心线包的电抗器，包括空心线包和铁芯饼，所述空心线包套接在所述铁芯饼上，且所述空心线包与所述铁芯饼之间留有环形间隙，在所述环形间隙内围绕所述铁芯饼外表四周设置多个工字撑条，所述空心线包与铁芯饼通过多个工字撑条紧固设置。

[0008] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

[0009] 进一步：所述空心线包包括线圈本体和连接排，所述连接排垂直焊接在所述线圈本体一侧上；所述线圈本体包括彼此交错层叠的绝缘层和绕组层，且所述线圈本体的最外层为绝缘层；所述铁芯饼包括两个紧固件和多片铁芯片，多片所述铁芯片并排叠置在两个所述紧固件之间，且每片所述铁芯片均与两个所述紧固件相互垂直。

[0010] 上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以方便在外部绕线模芯上绕指所述线圈本体，同时方便所述连接排与外部电路连接设置。

[0011] 进一步：所述绝缘层为绝缘纸，所述绕组层为铜带或铝带。

[0012] 上述进一步方案的有益效果是：所述绕组层选用铜带或铝带导电性能较好，电阻较小，发热相对较小。

[0013] 进一步：所述线圈本体通过在长方体形的绕线模芯上交错缠绕绝缘层和绕组层形成，且所述线圈本体内部长方体形通孔的宽度为所述铁芯饼的宽度与所述工字撑条的厚度之和，所述线圈本体内部长方体形通孔的高度为所述铁芯饼的高度与所述工字撑条的厚度之和，所述线圈本体内部长方体形通孔的长度大于所述铁芯饼的长度。

[0014] 上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式使得所述工字撑条将所述线圈本体与所述铁芯饼完全紧固，不会出现松动或变形而影响其性能，增强了整个电抗器的稳定性，延长其使用寿命，同时还增强了所述线圈本体与所述铁芯饼之间的绝缘性。

[0015] 进一步：所述工字撑条的厚度为8-15mm。

[0016] 上述进一步方案的有益效果是：通过调整所述工字撑条的厚度，可以保证所述铁芯饼与所述空心线包之间的绝缘距离，增强二者之间的绝缘性能，同时可以通过所述工字撑条之间的空气通道进行散热，解决了绕组和铁芯柱之间发热的问题。

[0017] 进一步：所述工字撑条为环氧树脂或TPO材质。

[0018] 上述进一步方案的有益效果是：环氧树脂或TPO均为绝缘材质，且具有加好的强度，能在所述铁芯饼与所述空心线包之间起到稳定的支撑作用，且所述环氧树脂或TPO均能承受一定的高温，即使在散热情况不好时也能呈现出比较好的热稳定性。

[0019] 进一步：多个所述工字撑条按照所述铁芯饼的宽高比例设置在所述环形间隙内。

[0020] 上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以使得所述铁芯饼与所述空心线包之间的环形间隙均匀散热，使得整个电抗器的散热效果更好，延长了整个电抗器的使用寿命。

[0021] 依据本发明的另一个方面，提供了一种基于空心线包的电抗器的制造方法，包括如下步骤：

[0022] 步骤1：将外部绕线设备的两个夹头夹住长方体状模芯的两端，并在所述模芯表面绕制线圈本体；

[0023] 步骤2：在所述线圈本体上焊接连接排，连接排与所述线圈本体一起形成空心线包；

[0024] 步骤3：将所述模芯从所述空心线包中取出；

[0025] 步骤4：将多片铁芯片并排叠置在两个紧固件之间，形成铁芯饼；

[0026] 步骤5：将所述铁芯饼插入到所述空心线包的通孔中，使得所述铁芯饼与所述空心线包之间形成环形间隙；

[0027] 步骤6：在所述环形间隙中设置多个工字撑条将所述空心线包与铁芯饼紧固设置。

[0028] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

[0029] 进一步，所述线圈本体包括彼此交错层叠的绝缘层和绕组层，且所述线圈本体的最外层为绝缘层。

[0030] 进一步，所述绝缘层为绝缘纸，所述绕组层为铜带或铝带。

[0031] 采用上述进一步方案的有益效果是：所述绕组层选用铜带或铝带导电性能较好，电阻较小，发热相对较小。

[0032] 进一步：所述模芯的尺寸与所述环形间隙的尺寸相匹配，且所述模芯的宽度为所述铁芯饼的宽度与所述工字撑条的厚度之和，所述模芯的高度为所述铁芯饼的高度与所述工字撑条的厚度之和，所述模芯的长度大于所述铁芯饼的长度。

[0033] 上述进一步方案的有益效果是：通过上述模芯可以绕制出与所述铁芯饼和所述工字撑条尺寸相匹配的线圈本体，便于所述工字撑条将所述线圈本体与所述铁芯饼紧固。

[0034] 进一步：所述步骤6中，多个所述工字撑条按照所述环形间隙的宽高比例设置在所述环形间隙内。

[0035] 上述进一步方案的有益效果是：通过上述方式可以使得所述铁芯饼与所述空心线包之间的环形间隙均匀散热，使得整个电抗器的散热效果更好，延长了整个电抗器的使用寿命。

[0036] 本发明的有益效果是：本发明的一种基于空心线包的电抗器，结构简单，加工方便，避免了带铁芯饼绕制时铁芯饼变形等问题，降低了人工的劳动强度，特别是针对那些比较重的铁芯饼，避免了搬运过程中的危险。另外，通过所述工字撑条保证了所述空心线包和铁芯饼的绝缘距离，并且相邻工字撑条之间的空气通道有利于散热，解决了空心线包和铁芯饼发热的问题。

附图说明

[0037] 图1为本发明的一种基于空心线包的电抗器结构示意图；

[0038] 图2为本发明的一种基于空心线包的电抗器的制造方法流程示意图。

[0039] 附图中，各标号所代表的部件列表如下：

[0040] 1、空心线包，2、铁芯饼，3、工字撑条，4、线圈本体，5、连接排，6、绝缘层，7、绕组层，8、紧固件。

具体实施方式

[0041] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0042] 实施例一、一种基于空心线包的电抗器结构示意图，下面将结合附图1对本发明的一种基于空心线包的电抗器进行详细介绍。

[0043] 如图1所示，一种基于空心线包的电抗器，包括空心线包1和铁芯饼2，所述空心线包1套接在所述铁芯饼2上，且所述空心线包1与所述铁芯饼2之间留有环形间隙，在所述环形间隙内围绕所述铁芯饼2外表四周设置多个工字撑条3，所述空心线包1与铁芯饼2通过多个工字撑条3紧固设置。

[0044] 本实施例中，所述空心线包1包括线圈本体4和连接排5，所述连接排5垂直焊接在所述线圈本体4一侧上。通过上述方式可以方便在外部绕线模芯上绕指所述线圈本体4，同时方便所述连接排5与外部电路连接设置。

[0045] 所述线圈本体4包括彼此交错层叠的绝缘层6和绕组层7，且所述线圈本体4的最外层为绝缘层6。通过上述方式可以保证相邻两层所述绕组层7之间的绝缘性能，并通过最外层的绝缘层6可以起到所述线圈本体4与外部绝缘，防止外部干扰。

[0046] 所述铁芯饼2包括两个紧固件8和多片铁芯片，多片所述铁芯片并排叠置在两个所述紧固件8之间，且每片所述铁芯片均与两个所述紧固件8相互垂直。通过所述紧固件8可以将多片所述铁芯片紧固设置，增强整个铁芯饼2的结构整体性和稳定性，方便在实际过程中将所述铁芯饼2固定在所述空心线包1的通孔中。

[0047] 所述绝缘层6为绝缘纸，所述绕组层7为铜带或铝带。所述绕组层7选用铜带或铝带导电性能较好，电阻较小，发热相对较小。

[0048] 本实施例中，所述线圈本体4通过在长方体形的绕线模芯上交错缠绕绝缘层6和绕组层7形成，且所述线圈本体4内部长方体形通孔的宽度为所述铁芯饼2的宽度与所述工字撑条3的厚度之和，所述线圈本体4内部长方体形通孔的高度为所述铁芯饼2的高度与所述工字撑条3的厚度之和，所述线圈本体4内部长方体形通孔的长度大于所述铁芯饼2的长度。通过上述方式使得所述工字撑条3将所述线圈本体4与所述铁芯饼2完全紧固，不会出现松动或变形而影响其性能，增强了整个电抗器的稳定性，延长其使用寿命，同时还增强了所述线圈本体与所述铁芯饼之间的绝缘性。这里，线圈本体4内部通孔的宽度为图1中所述线圈本体4左右内壁之间的距离，线圈本体4内部通孔的高度为图1中所述线圈本体4上下内壁之间的距离，线圈本体4内部通孔的长度为图1中垂直于纸面方向上里外两端之间的距离。

[0049] 优选地，所述工字撑条3的厚度为8-15mm。通过调整所述工字撑条的厚度，可以保证所述铁芯饼与所述空心线包之间的绝缘距离，增强二者之间的绝缘性能，同时可以通过所述工字撑条之间的空气通道进行散热，解决了绕组和铁芯柱之间发热的问题。

[0050] 优选地，所述工字撑条3的厚度为10mm。

[0051] 优选地，所述工字撑条3为环氧树脂或TPO材质。环氧树脂或TPO均为绝缘材质，且具有加好的强度，能在所述铁芯饼与所述空心线包之间起到稳定的支撑作用，且所述环氧树脂或TPO均能承受一定的高温，即使在散热情况不好时也能呈现出比较好的热稳定性。

[0052] 优选地，多个所述工字撑条3按照所述环形间隙的宽高比例设置在所述环形间隙内，即所述铁芯饼2的四周均通过所述工字撑条3与所述线圈本体4紧固设置。通过上述方式可以使得所述铁芯饼2与所述空心线包1之间的环形间隙均匀散热，使得整个电抗器的散热效果更好，延长了整个电抗器的使用寿命。这里，所述环形间隙的每一边至少设置有两个所述工字撑条3，以保证所述铁芯饼2的每一边得到稳定支撑。

[0053] 实施例二、一种基于空心线包的电抗器的制造方法，下面将结合图2对本发明的一种基于空心线包的电抗器的制造方法进行详细介绍。

[0054] 如图2所示，一种基于空心线包的电抗器的制造方法，包括如下步骤：

[0055] 步骤1：将外部绕线设备的两个夹头夹住长方体状模芯的两端，并在所述模芯表面绕制线圈本体4；

[0056] 步骤2：在所述线圈本体4上焊接连接排5，连接排5与所述线圈本体4一起形成空心线包1；

[0057] 步骤3：将所述模芯从所述空心线包1中取出；

[0058] 步骤4：将多片铁芯片并排叠置在两个紧固件8之间，形成铁芯饼2；

[0059] 步骤5：将所述铁芯饼2插入到所述空心线包1的通孔中，使得所述铁芯饼2与所述空心线包1之间形成环形间隙；

[0060] 步骤6：在所述环形间隙中设置多个工字撑条3将所述空心线包1与铁芯饼2紧固设置。

[0061] 优选的，所述线圈本体包括彼此交错层叠的绝缘层6和绕组层7，且所述线圈本体的最外层为绝缘层6。

[0062] 优选的，所述绝缘层6为绝缘纸，所述绕组层7为铜带或铝带。

[0063] 在本优选实施例中，所述绕组层选用铜带或铝带导电性能较好，电阻较小，发热相对较小。

[0064] 本实施例中，所述模芯的尺寸与所述环形间隙的尺寸相匹配，且所述模芯的宽度为所述铁芯饼2的宽度与所述工字撑条3的厚度之和，所述模芯的高度为所述铁芯饼2的高度与所述工字撑条3的厚度之和，所述模芯的长度大于所述铁芯饼2的长度。通过上述模芯可以绕制出与所述铁芯饼2和所述工字撑条3尺寸相匹配的线圈本体4，便于所述工字撑条3将所述线圈本体4与所述铁芯饼2紧固。

[0065] 所述步骤4中，多片所述铁芯片并排叠置在两个所述紧固件8之间，且每片所述铁芯片均与两个所述紧固件8相互垂直，这样可以增强所述铁芯饼2的稳固性，并且方便在所述步骤5中将所述铁芯饼2插入至所述空心线包1中，提高了生产效率。

[0066] 优选地，所述步骤6中，多个所述工字撑条3按照所述环形间隙的宽高比例设置在所述环形间隙内，即所述铁芯饼2的四周均通过所述工字撑条3与所述线圈本体4紧固设置。通过上述方式可以使得所述铁芯饼1与所述空心线包2之间的环形间隙均匀散热，使得整个电抗器的散热效果更好，延长了整个电抗器的使用寿命。这里，所述环形间隙的每一边至少设置有两个所述工字撑条3，以保证所述铁芯饼2的每一边得到稳定支撑。

[0067] 本发明的一种基于空心线包的电抗器，结构简单，加工方便，避免了带铁芯饼绕制时铁芯饼变形等问题，降低了人工的劳动强度，特别是针对那些比较重的铁芯饼，避免了搬运过程中的危险。另外，通过所述工字撑条保证了所述空心线包和铁芯饼的绝缘距离，并且相邻工字撑条之间的空气通道有利于散热，解决了空心线包和铁芯饼发热的问题。

[0068] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。