專利名稱：一種高能抗爆阻尼電感器及其制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高能物理及電力電子領(lǐng)域，特別涉 及高壓直流電容器放電回路中的保護(hù)裝置。本發(fā)明主要應(yīng)用在高壓直流電容器組儲(chǔ)能放電裝置中，解決裝置中同類產(chǎn)品在受到大電流電動(dòng)力和驟熱膨脹沖擊時(shí)易爆裂損壞等問(wèn)題。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，對(duì)于常規(guī)電感器，一般只要求達(dá)到其標(biāo)稱電感量，且要求在滿足使用條件下盡量減小其直流內(nèi)阻，降低電感器的損耗，提高其效率。近年來(lái)，隨著科研領(lǐng)域的拓展，特別是針對(duì)脈沖電容器組式放電裝置以及激光設(shè)備的不斷更新及新技術(shù)的不斷應(yīng)用，迫切需要大功率抗爆電感器。本抗爆電感器，不僅要求保證電感量(單位UH)，而且要保證其構(gòu)成電感器導(dǎo)體的直流電阻值(單位mQ)，且其通過(guò)電感器上的電流是IO4A至IO5A,要求其所能吸收的能量達(dá)IO6數(shù)量級(jí)。在大電流、高能量的情況下，電感器不僅要承受大電流的振動(dòng)沖擊力，而且還要承受高能量情況下的熱膨脹，這兩種惡劣條件，都會(huì)使電感損壞，甚至受沖擊而爆炸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案是在電感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采取空心電感器的結(jié)構(gòu)方式，以適應(yīng)其大電流的工作范圍，解決了普通的亞鐵磁性材料電感器的飽和問(wèn)題；在選用導(dǎo)體材料上，采用特制的銅鎳合金，既要保證所需電感量的前提下，其直流電阻值為規(guī)定參數(shù)值(HlQ)，而且還需要一定質(zhì)量的金屬材料，才能保證電容器在放電過(guò)程中，電感器能夠吸收其放電所產(chǎn)生的能量(MJ)，而溫升必須在金屬材料所允許的范圍內(nèi)，不至于被巨大能量產(chǎn)生高溫升，破壞電感器的結(jié)構(gòu)。目前該產(chǎn)品成功應(yīng)用于中國(guó)科學(xué)院的某型號(hào)裝置中，并得到了認(rèn)同，引導(dǎo)了在其它應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。該電感器的工作原理圖如圖I所示。


圖I為本發(fā)明電感器的工作原理圖。圖2為本發(fā)明的主視圖。其中I為引出線接板，2為繞制合金材料，3為環(huán)氧樹(shù)脂澆注混合物，4為高溫纖維材料。圖3為本發(fā)明的俯視圖。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖和具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。上述電路工作原理是有24路電容臺(tái)與24臺(tái)電感器相串后，再并聯(lián)連接，形成電容器組裝置。通過(guò)HV端子對(duì)電容器組進(jìn)行充電，當(dāng)充至所需電壓時(shí)，充電回路自動(dòng)斷開(kāi)；然后通過(guò)放電開(kāi)關(guān)S1進(jìn)行放電，從而在負(fù)載RL上產(chǎn)生巨大的能量。對(duì)于單路電感器來(lái)說(shuō)，每臺(tái)電感器所吸收能量QL = 1/2*C*U2 ；若當(dāng)其中一臺(tái)電容器出現(xiàn)故障短路時(shí)，那么其余的23臺(tái)電容器全部通過(guò)故障支路上的電感器進(jìn)行放電，故障支路電感所吸收能量Qg= 1/2*C*23*U2。由此可見(jiàn)故障狀態(tài)下吸收能量也將是正常放電能量的幾十倍。在大電流、高能量的情況下，電感不僅要承受大電流的振動(dòng)沖擊力，而且還要承受高能量情況下的熱膨脹，這兩種惡劣條件，都會(huì)使電感損壞，甚至受沖擊而爆炸。
設(shè)計(jì)實(shí)例，典型電路中各元件參數(shù)值電感器L1-L24均為18y H，其阻抗均為50mQ ,電容器C1-C24均為150iiF，25kV，電容等效電阻值約15mQ，負(fù)載RL約5mQ。正常工作情況下的電感器能量為46. 875kJ，故障情況下，故障支路電感器所承受能量Qg為1078kJo
權(quán)利要求
1.本發(fā)明為一種高能抗爆阻尼電感器，主要用于高能物理及電力電子領(lǐng)域。當(dāng)電路短路時(shí)，起到保護(hù)電路的功能。本電感器導(dǎo)體采用特制的銅鎳合金材料(1)，導(dǎo)體繞制成螺旋狀(2)，引出接線方式(3)，采用玻璃纖維帶及環(huán)氧網(wǎng)格布包裹制作工藝(4)，外形結(jié)構(gòu)上采用環(huán)氧樹(shù)脂真空澆注(5)。
2.根據(jù)權(quán)利I要求，抗爆阻尼電感器采用上述(I)材料按照螺旋方式繞制成(2)狀態(tài)，然后引出用(3)進(jìn)行連接，再用上述(4)進(jìn)行纏裹，最后采用(5)進(jìn)行整體成型澆注。
3.本發(fā)明既要保證其靜態(tài)參數(shù)值，如電感量、阻抗，又要保證其吸收系統(tǒng)中的電容器組在釋放高能量時(shí)，不發(fā)生結(jié)構(gòu)外形上的破壞，避免損傷系統(tǒng)中其他元件，從而保證系統(tǒng)的可靠性。
全文摘要
本發(fā)明高能抗爆阻尼電感器，屬于高能物理及電力電子領(lǐng)域，特別涉及高壓直流電容器放電回路中的保護(hù)裝置，目前主要應(yīng)用在高壓直流電容器組儲(chǔ)能放電裝置中。本發(fā)明通過(guò)采用特制銅鎳合金新導(dǎo)體材料、空心結(jié)構(gòu)、螺旋繞制工藝等方式，解決在大電流(104A～105A)、高能量(106J)情況下，裝置中電感器因承受瞬時(shí)大電流的電動(dòng)力沖擊和高能量注入時(shí)的熱膨脹易損壞，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的爆裂等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H01F27/28GK102623134SQ20111011208
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉凱, 鄧永峰 申請(qǐng)人:合肥博雷電氣有限公司