空心箔式电抗器降低功耗的结构改进

      一、引言：应用有限元法对空心、半铁心、半封闭铁心、全封闭铁心4种结构的箔式电抗器涡流场进行了仿真分析．分别计算出了磁场分布和铜箔片中的电流密度分布及交流损耗．找出了造成挤流效应的因素和减小损耗的途径．根据前面的分析结果，提出图7(a)所示的一种改进结构．即在箔式空心电抗器绕组的顶部和底部各加上铁磁材料(计算中取／Zr=5 000)的圆板，为了减小圆板中的涡流损耗，圆板可以采取叠片式或在圆板上沿径向适当的开槽。

      二、空心箔式电抗器降低功耗的结构改进
      为了验证这个思路的有效性．对该结构进行了仿真分析。图7(a)为磁场分布图，图7(b)，(c)表明，此时电抗器中的径向磁场显著减小，峰值只是空心结构时的1／3左右。各箔片中电流密度分布见图8．比较图8和图2可知．改进后箔片中电流密度均匀性比空心时的要好。对该结构计算出的交流损耗P5=34．329 W，比空心结构时的交流损耗降低16．7％。与直流损耗之比为：K =尸5／Po=34．329／32． 7=1．058。

      计算得空心结构的等效电感L=1．837 E一04 H改进结构的等效电感 =2．146 E一04 H．大于空心时的电感，因此在相同电感值下．改进结构的箔层可以减少。试把最外包封减少二层．计算得等效电感￡=1．897~104 H．此时交流损耗P=31．949 W．比空心结构时的交流损耗降低22．4％。与直流损耗之比为 =腓31．949／32．444 7=0．985。低于直流损耗。通过合理的优化圆板的宽度．厚度及放置的高度可以进一步减小损耗

      三、结 语
      1、箔式电抗器各箔片中电流的挤流程度与磁场的径向分量 密切相关， 越大，挤流现象越严重，减小 分量，是改善铜箔片中电流分布不均匀现象达到减小交流损耗的有效途径

      2、半铁心、半封闭、全封闭铁心结构都不能有效的减小箔式电抗器的交流损耗。

      3、在空心箔式电抗器上下两端合理附加铁磁材料圆板，可有效减小电抗器的交流损耗。