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铁芯材料、气隙和磁通密度对铁芯电抗器的影响

发布时间:2016-07-26 20:41      浏览次数:
    a.一台铁芯电抗器的绕组匝数不变,铁芯材料由热轧电工钢片改为冷轧电工钢片后,电抗值会发生变化,但情况不一。因为铁芯在同样的磁通密度下,冷轧电工钢片的磁导率比热轧的高。对于不带气隙的铁芯电抗器,电抗值和磁导率成正比,所以热轧钢片改为冷轧钢片时电抗值将升高;对于带有气隙的铁芯电抗器,在绕组参数给定的情况下,其电抗值的大小主要是由气隙大小决定的。由于气隙磁阻最大,在产生同样磁通的情况下需要最多的磁动势,所以铁芯材料由热轧改为冷轧后,电抗值提高甚微,但饱和磁通密度有变化,在铁芯中磁通密度较低时更是如此。
    b.在带气隙的铁芯中,主磁通通过铁芯柱的气隙时,由边缘效应而向外扩散(如图1a所示),从而造成附加损耗。这种边缘磁通中很大一部分垂直于铁芯段的侧面进入铁芯柱,因而在铁芯片中产生很大的涡流损耗。为了减少这种损耗,就要尽量减小每个气隙的高度,使它保持在10mm以下,还要减小每个铁芯段的高度,使它不超过50mm为宜。

铁芯气隙结构
图1 铁芯气隙结构(a)和辐射形铁芯段

    较大型的铁芯电抗器应采用图1b所示的辐射形铁芯段,使得扩散的边缘磁通在进入铁芯段时,沿着整个铁芯圆的四周却能保证和铁芯片的端面垂直,从而把涡流损耗减到最小。
    c.选择铁芯电抗器的磁通密度时应考虑运行时间、振动、噪声、温升和损耗等。例如,启动电抗器或者消弧线圈,因其运行时间短,铁芯损耗虽然大些,铁心温升也不致过高,所以其磁通密度可以取得高些。但此时铁芯片的振动和噪声却随磁通密度成平方关系而增大。由此可见,选取磁通密度时对上述因素必须综合考虑。
    d.为了减小铁芯电抗器的振动和噪声,需采用适当的压紧结构,以使铁芯和绕组都能压紧。这样,在绕组和铁芯柱之间要采用撑板撑紧,以保证绕组辐向不移动,并使每个铁芯段都互相垂直同心。至于绕组和铁芯的轴向紧固要采用拉杆和压钉结构,如图2所示。

铁芯电抗器结构
图2 铁芯电抗器的压紧结构
    此时,通过拉杆可以将铁芯段紧固,使铁心成为一个整体。然后再通过压钉将绕组紧固。但应注意漏磁对拉杆的影响。