專利名稱：磁性濾波器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種用電系統(tǒng)中的濾波器，特別涉及一種用電系統(tǒng)中 的磁性濾波器。
背景技術(shù)：
隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量非線性設備和負荷投入系統(tǒng)應用， 造成用電系統(tǒng)的電壓和電流不再成線性關系，而是含有大量非工頻的髙次 電壓、電流諧波，造成波形嚴重畸變，可造成如下危害
引發(fā)保護裝置誤動作，影響電網(wǎng)線路的穩(wěn)定運行。
使電網(wǎng)線路的損耗增加。
系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器使諧波放大，損壞電容器。 使旋轉(zhuǎn)電機和變壓器等設備鐵損和銅損增加，噪聲增大。 干擾弱電系統(tǒng)設備，如計算機網(wǎng)絡、通信、有線電視、報警與樓宇自 動化設備等。
影響計量儀表的準確性。
目前，諧波治理的方法主要為無源濾波器和有源濾波器兩類。 無源濾波器使用電容器和電抗器組成諧振回路濾除諧波，結(jié)構(gòu)簡單， 吸收諧波效果明顯，但僅對固有頻率的諧波有較好的吸收效果，且濾波特 性受電網(wǎng)阻抗的影響很大，在特定頻率下，電網(wǎng)阻抗和濾波器之間可能會 發(fā)生并聯(lián)諧振或者串聯(lián)諧振。使用無源濾波器的主要目的是改變在特殊頻 率下電源的阻抗，適用于穩(wěn)定、不改變的系統(tǒng)。
有源濾波器是一種向系統(tǒng)注入補償諧波電流，以抵消非線性負荷所產(chǎn) 生的諧波電流的能動式濾波裝置。它能對變化的諧波進行動態(tài)跟蹤補償， 且補償特性不受系統(tǒng)阻抗影響。但其運行損耗較大，設備造價高，維護量 大，在補償諧波的同時，也會注入新的諧波。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種用來濾除用電系統(tǒng)中的諧波的磁性濾 波器。
本實用新型的上述目的是這樣實現(xiàn)的， 一種磁性濾波器，其特征在于 包括
呈120。對稱排列的三個鐵芯； 分別纏繞在所述三個鐵芯上的三個主線圈；
連接所述三個鐵芯頂端的上軛鐵；以及
連接所述三個鐵芯底端的下軛鐵。
其中，在所述三個鐵芯上還分別纏繞輔助線圈。所述主線圈和輔助線 圈分別具有多個用于按同名端或非同名端連接方式連接的分線圈。
本實用新型通過有選擇地連接主線圈和/或輔助線圈的分線圈的同名端 或非同名端，產(chǎn)生對諧波的相移，從而濾除用電系統(tǒng)中的諧波。
其中，所述上軛鐵和下軛鐵分別為圓形軛鐵。作為選擇，所述上軛鐵 和下軛鐵還可以分別是內(nèi)部為圓形、外部為三角環(huán)形的內(nèi)圓外三角環(huán)形軛 鐵。
其中，所述鐵芯為柱鐵，該柱鐵可以是由多個柱鐵單元拼成的圓柱鐵心。
其中，每個柱鐵單元由寬度不同、高度相同的多級硅鋼片疊合構(gòu)成。 需要說明的是，所述多級硅鋼片中的不同級的硅鋼片的高度是相同的，但 寬度則不相同。
其中，在一個所述柱鐵單元中，所述多級硅鋼片按其寬度尺寸，從小 到大依次疊合在一起。
其中，所述圓形軛鐵由寬度相同的硅鋼帶巻繞而成，其中心為圓孔； 以及所述內(nèi)圓外三角環(huán)形軛鐵由硅鋼帶巻繞而成，其內(nèi)部圓環(huán)徑向厚度與 外部三角環(huán)徑向厚度相等。
本實用新型的磁性濾波器可應用在高低壓系統(tǒng)中，包括0.4KV、6KV、
IOKV，可針對2-25次諧波移相濾波，同時對其它次諧波也有一定的濾 除作用。
與普通的無源濾波裝置相比，本實用新型的磁性濾波器具有以下優(yōu)
1) 不含電容器，增強了系統(tǒng)運行穩(wěn)定性；
2) 因純磁性設計使磁性濾波器具有很高的可靠性與使用壽命，可無 維護運行；
3) 磁性濾波器采用品字型鐵芯結(jié)構(gòu)，其外形結(jié)構(gòu)簡單，無需電容器 等其它附件便可完成良好的濾波功能。鐵芯采用優(yōu)質(zhì)低損耗冷軋取向硅 鋼片，結(jié)構(gòu)設計優(yōu)良，本身節(jié)約電能。
此外，采用磁性濾波器和系統(tǒng)的阻抗匹配設計及諧波的移相治理技 術(shù)，可以達到改善輸入電流波形的目的，使得網(wǎng)側(cè)輸入電流的尖峰變小， 大大降低電流諧波含量。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明。
圖1是顯示本實用新型的磁性濾波器結(jié)構(gòu)的示意圖2是本實用新型的圓柱形鐵芯的橫截面圖3是本實用新型的圓形軛鐵的示意圖4是本實用新型的內(nèi)圓外三角環(huán)性軛鐵的示意圖5是本實用新型的柱鐵和圓形軛鐵的組裝圖6是本實用新型的柱鐵和內(nèi)圓外三角環(huán)軛鐵的組裝圖7是顯示主線圈結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實施方式
圖1顯示本實用新型的磁性濾波器結(jié)構(gòu)，如圖1所示，本實用新型 的磁性濾波器包括
呈120。對稱排列的三個鐵芯2或者品字型結(jié)構(gòu)的三個鐵芯2，這三個 鐵芯2通常還被稱作三相鐵芯；
分別纏繞在所述三個鐵芯2上的三個主線圈3;
分別連接所述三個鐵芯2頂端的上軛鐵1，以及分別連接所述三個鐵芯 2底端的下軛鐵4。
在所述的三個鐵芯2上還可以分別纏繞輔助線圈(輔助線圈的結(jié)構(gòu)類 似于圖7所示的主線圈的結(jié)構(gòu))。
如圖7所示，主線圈3和輔助線圈分別具有多個用于按同名端或非同 名端連接的分線圈，在圖中為四個，即AN1、 AN2、 AN3、 AN4四個分線 圈。盡管圖7僅僅顯示了一個纏繞在一個鐵芯2上的主線圈3，但是實際上 在另外兩個鐵芯2上同樣也纏繞了相同的主線圈3。主線圈3的分線圈可以 抽出抽頭，例如可以有2 20個抽頭；輔助線圈的分線圈也可以抽出抽頭， 例如可以有1 5個抽頭。
因此，在進行諧波濾除時，可以根據(jù)不同的移相角度，選出各個主線 圈和輔助線圈各相中對應該移相角的分線圈，將進線和出線對應的三相分 線圈按同名端或非同名端連接。
如圖3所示，上軛鐵1和下軛鐵4可以分別為圓形軛鐵5。所述圓形軛 鐵5由寬度相同的硅鋼帶巻繞而成，其中心為圓孔。
作為選擇，上軛鐵1和下軛鐵4還可以分別是內(nèi)部為圓形、外部為三 角環(huán)形的內(nèi)圓外三角環(huán)形軛鐵6。圖4顯示了這種軛鐵的架構(gòu)，該軛鐵的內(nèi) 圓外三角環(huán)形軛鐵6由硅鋼帶巻繞而成，其內(nèi)部圓環(huán)徑向厚度與外部三角 環(huán)徑向厚度相等。軛鐵內(nèi)圓繞制完畢后，以內(nèi)圓圓心為頂點，在徑向相隔 120°位置處設三根支撐管61、 62、 63。然后，在內(nèi)圓軛鐵及支撐管外部繼 續(xù)繞制軛鐵，形成外三角環(huán)形。
如圖2所示，鐵芯2是由多個柱鐵單元21拼成的圓柱形鐵芯。每個柱 鐵單元由對應于多個寬度的多級硅鋼片疊合構(gòu)成，其中，每級硅鋼片具有 相同高度。就多級硅鋼片而言，每級硅鋼片具有特定的寬度，但高度都是 相同的。在一個柱鐵單元21中，多級硅鋼片按其寬度尺寸，從小到大依次 疊合在一起，以3級輻射鐵芯為例，第3級硅鋼片213疊在第2級硅鋼片 212上，第2級硅鋼片212疊在第1級硅鋼片211上，由此組成圓柱形鐵芯 的一個小單元21。
圖5顯示了圓柱形鐵芯2與圓形上下軛鐵5的柱狀組裝的俯視圖；圖6 顯示了圓柱形鐵芯2與內(nèi)圓外三角環(huán)形上下軛鐵6組裝的俯視圖。這種組 裝是通過已知的連接方法實現(xiàn)的，例如將品字型(呈120。)分布的鐵芯2放置 在上下軛鐵之間，然后利用軛鐵壓架壓緊上下下軛鐵，從而實現(xiàn)固定連接。 上下軛鐵與鐵芯連接在一起后，就形成了閉合磁路。
由上可知，本實用新型的磁性濾波器由三相連接為一體的上下環(huán)形軛
鐵5和6、 120。對稱的三相柱鐵2、三相主線圈3及三相輔助線圈組成。三
相一體的環(huán)形軛鐵由硅鋼帶巻制而成；柱鐵為圓柱形，從橫截面看是由多
級硅鋼片組成放射形結(jié)構(gòu)；三相柱鐵位于上下環(huán)形軛鐵中間，為120°品字 形排列；主線圈和輔助線圈均采用移相接法。這樣，針對不同通道的諧波 設計不同的移相角，可獲得更好的濾波效果。
磁性濾波器可安裝在任何諧波源設備與三相進電之間，除濾除線路 諧波外，還可使設備內(nèi)部元器件免遭過電壓和浪涌電流的沖擊，對用電 設備有保護作用，延長使用壽命。
經(jīng)試驗證明，本實用新型的磁性濾波器具有以下特點
1) 磁路對稱，本身不引發(fā)諧波；
2) 移相諧波治理技術(shù)，諧波濾除率可達50% 60%以上；
3) 顯著改善電流波形，增強電流連續(xù)性；
4) 提高系統(tǒng)功率因數(shù)；
5) 可將系統(tǒng)中的三次諧波短路；
6) 放射性結(jié)構(gòu)，鐵芯損耗低；
7) "品"字型結(jié)構(gòu)，受力均勻，動熱穩(wěn)定性能良好；
8) 自身能耗低；
9) 具有適用的線性度；
10) 無電磁污染；
11) 使用壽命長；
12) 運行噪聲低；
13) 維護簡單。
盡管上文對本實用新型進行了詳細說明，但是本實用新型不限于此， 本技術(shù)領域技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型的原理進行各種修改。因此，凡 按照本實用新型原理所作的修改，都應當理解為落入本實用新型的保護范 圍。
權(quán)利要求1、一種磁性濾波器，其特征在于包括呈120°對稱排列的三個鐵芯(2)；分別纏繞在所述三個鐵芯(2)上的三個主線圈(3)；分別連接所述三個鐵芯(2)頂端的上軛鐵(1)；以及分別連接所述三個鐵芯(2)底端的下軛鐵(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性濾波器，其特征在于，在所述三個鐵芯(2)上還分別纏繞輔助線圈。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁性濾波器，其特征在于，所述主線圈(3)和 輔助線圈分別具有多個用于按同名端或非同名端連接的分線圈。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁性濾波器，其特征在于，所述主線圈的分線圈 具有2 20個抽頭；所述輔助線圈的分線圈具有1 5個抽頭。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性濾波器，其特征在于，所述上軛鐵(1)和 下軛鐵(4)分別為圓形軛鐵(5)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性濾波器，其特征在于，所述上軛鐵(1)和 下軛鐵(4)分別是內(nèi)部為圓形、外部為三角環(huán)形的內(nèi)圓外三角環(huán)形軛鐵(6)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的磁性濾波器，其特征在于，所述鐵芯(2) 是由多個柱鐵單元(21)拼成的圓柱形鐵芯。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁性濾波器，其特征在于，每個柱鐵單元由對應 于多個寬度的多級硅鋼片疊合構(gòu)成，其中，每級硅鋼片具有相同高度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁性濾波器，其特征在于，在一個所述柱鐵單元 中，所述多級硅鋼片按其寬度尺寸，從小到大依次疊合在一起。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁性濾波器，其特征在于，所述圓形軛鐵 (5)由寬度相同的硅鋼帶巻繞而成，其中心為圓孔。
11、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁性濾波器，其特征在于，所述內(nèi)圓外三 角環(huán)形軛鐵(6)由硅鋼帶巻繞而成，其內(nèi)部圓環(huán)徑向厚度與外部三角環(huán)徑 向厚度相等。
專利摘要本實用新型是一種能改善電能質(zhì)量的磁性濾波器。該磁性濾波器由三相連接為一體的上下環(huán)形軛鐵、120°對稱的三相柱鐵、三相主線圈及三相輔助線圈組成。三相一體的環(huán)形軛鐵為硅鋼帶卷制而成；柱鐵為圓柱形，從橫截面看是由多級硅鋼片組成的放射形結(jié)構(gòu)；三相柱鐵位于上下環(huán)形軛鐵中間，為120°品字形排列；主線圈和輔助線圈均采用移相接法。
文檔編號H01F29/02GK201185348SQ200820079550
公開日2009年1月21日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者廣治平, 輝 張 申請人:力迅電通科技(北京)有限公司