專利名稱：有隙磁芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于并聯(lián)電抗器的芯支柱，其中該支柱的磁芯元件由在芯元件之間的間隔物分離。本發(fā)明也涉及制造具有間隔物的磁支柱。
背景技術(shù)：
并聯(lián)電抗器是具有補償高電壓配電系統(tǒng)中的電容生成這一重要功能的電感器件。 在有隙芯型電抗器中，在電抗器繞組以內(nèi)提供包括磁芯元件的細(xì)分芯支柱。這一芯支柱充當(dāng)磁通的承載器和導(dǎo)向器、由此實現(xiàn)高能量密度和電抗器在更高系統(tǒng)電壓的有利操作。常規(guī)芯支柱包括由例如陶瓷間隔物的間隔物元件分離的磁芯元件的堆疊物。芯元件可以是以層疊新鋼片的圓柱形段這一形式，并且間隔物元件的材料可以是滑石或者礬土。典型間隔物元件是圓柱體成形并且將芯隙填充近似50-60%，而且已經(jīng)提出在更大程度上填充芯錫的六邊形間隔物。間隔物可以用環(huán)氧樹脂鍵合到芯元件以形成剛性芯支柱。制造具有如上文所述構(gòu)造的芯支柱需要高精度和大量技能。當(dāng)陶瓷間隔物用環(huán)氧樹脂鍵合到芯鋼圓柱體上時規(guī)劃間隔物的頂部以在堆疊下一芯元件之前保證均勻表面。陶瓷間隔物的加工既困難昂貴，并且逐段組裝芯支柱非常耗時。另外，大的人工制造步驟的數(shù)目導(dǎo)致構(gòu)造精度減少從而引起電抗器聲級增加以及間隙和芯元件在操作期間變形。從聲級觀點來看，也將希望增加芯支柱的剛性。根據(jù)CA1034646已知有隙芯支柱構(gòu)造的一個示例，其中提出使用硬間隔物材料， 比如Micarta ,這是熱固塑料中的亞麻或者紙纖維合成物。JP58128709公開了直徑與芯元件的直徑對應(yīng)的盤這一形式的芯支柱間隔物。間隔物盤由樹脂浸漬的纖維制品構(gòu)成，并且這一類型的間隔物的使用以有助于組裝并聯(lián)電抗器芯支柱為目標(biāo)。使用這一大型盤作為間隔物的問題在于難以使盤和芯元件的相配表面理想匹配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的因此在于提供一種易于制造并且與已知的有隙芯支柱相比精度提高、剛性增加和聲級減少的用于并聯(lián)電抗器的有隙芯支柱。本發(fā)明的又一目的在于提供一種用于制造有隙芯支柱的簡單方法，該方法獲得改進(jìn)的最終產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的方法實現(xiàn)這些目的。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種用于并聯(lián)電抗器的有隙芯支柱，該有隙芯支柱包括以堆疊方式布置的多個芯元件；以及在相鄰芯元件之間的間隙中布置的間隔物， 其中間隔物直接鑄造于相鄰芯元件之間。本發(fā)明基于如下認(rèn)識通過在相鄰芯元件之間直接鑄造間隔物可以避免多個更早的制造步驟、因此獲得有隙芯支柱的簡化制造而又同時變得更易于保持制造容差。直接鑄造方法促成在芯元件與直接鑄造的間隔物之間的強粘合和大接觸面積并且由此表現(xiàn)更多優(yōu)點、比如芯支柱的更硬構(gòu)造。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，直接鑄造的間隔物包括聚合物合成物。已經(jīng)確認(rèn)，通過恰當(dāng)選擇間隔物材料來實現(xiàn)改進(jìn)的制造循環(huán)以及增加的剛性和減少的聲級。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，聚合物合成物為聚合物混凝土。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)聚合物混凝土由于它的高壓縮強度、良好粘合性質(zhì)、在酷熱和酷冷條件下的長期耐久性、低的滲水性、 良好的防腐蝕性和低價格而為優(yōu)選材料。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，直接鑄造的間隔物具有兩個主表面和側(cè)表面，側(cè)表面包括越過直接鑄造的間隔物的通孔?？梢酝ㄟ^向直接鑄造的間隔物提供冷卻介質(zhì)可以流過的通孔來補償由于用材料完整填充在相鄰芯元件之間的間隙所致的惡化冷卻性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通孔在與直接鑄造的間隔物的各主表面相鄰的兩個水平面中伸展。在芯元件中發(fā)熱，并且為了有效冷卻，通孔應(yīng)當(dāng)與熱源盡可能近地伸展。根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于制造用于并聯(lián)電抗器的有隙芯支柱的方法，該方法包括以堆疊方式在模具中布置多個芯元件；并且通過在相鄰芯元件之間直接鑄造間隔物材料來向在相鄰芯元件之間的間隙提供直接鑄造的間隔物。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一次同時鑄造多個直接鑄造的間隔物。通過一次同時鑄造，制造不僅變得更快而且導(dǎo)致更佳精度和更均勻的最終產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，至少一個定距件在鑄造之前布置于在相鄰芯元件之間的間隙中。至少一個定距件有助于在鑄造直接鑄造的間隔物之前限定正確芯元件距離。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在相鄰芯元件之間的間隙中的定距件數(shù)目至少為三。 用三個或者更多定距件提供針對單獨芯元件的穩(wěn)固支撐。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，向模具提供用于相鄰芯元件之間的間隙的單獨徑向門，該間隙將包括直接鑄造的間隔物。通過用于待鑄造的各間隙的單獨門保證間隙的完整填充而又實現(xiàn)快速鑄造工藝。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，向模具提供用于相鄰芯元件之間若干間隙的共同門， 并且向至少一個芯元件提供通孔以連接在芯元件的兩側(cè)上的間隙。通過向至少一個芯元件提供通孔，有可能使用門數(shù)目減少的簡單模具。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在鑄造之前向在相鄰芯元件之間的間隙提供經(jīng)過與直接鑄造的間隔物的側(cè)表面對應(yīng)的面的、越過間隙的管子或者導(dǎo)管。通過這一方法容易獲得穿越直接鑄造的間隔物的側(cè)表面的通孔。


將參照以下附圖具體說明本發(fā)明，其中圖1示出了典型現(xiàn)有技術(shù)的并聯(lián)電抗器芯框架，其中有隙芯支柱安裝于兩個軛狀物與兩個側(cè)支柱之間，圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)的并聯(lián)電抗器的圓柱形芯元件，其中陶瓷間隔物粘在芯元件的一面上，圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的有隙芯支柱，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的直接鑄造的間隔物元件，圖5圖示了鑄造裝置，其中模具具有用于相鄰芯元件之間各間隙的單獨徑向門， 并且
圖6圖示了鑄造裝置，其中模具具有用于相鄰芯元件之間若干間隙的共同門。
具體實施例方式在圖1的現(xiàn)有技術(shù)的并聯(lián)電抗器芯框架14中，有隙芯支柱1定位于兩個軛狀物15 與兩個側(cè)支柱16之間。芯支柱1包括以堆疊方式布置的多個芯元件2。芯元件2由在相鄰芯元件2之間的各間隙中提供的大量圓柱體成形陶瓷間隔物17隔開。經(jīng)由所謂的交叉通量板18獲得在軛狀物15與芯支柱1之間的磁連接。芯元件2包括根據(jù)圖2的徑向?qū)盈B芯鋼片19，其中用環(huán)氧樹脂模制層疊塊以形成固體件。在堆疊芯元件2之前，陶瓷間隔物17 粘在芯元件2的一面上。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的有隙芯支柱1，其中多個芯元件2由直接鑄造的間隔物3分離。在圖3中，直接鑄造的間隔物3之一表現(xiàn)為松散，但是這僅為了圖示在兩個芯元件2之間的整個體積由間隔物材料填充。實際上，直接鑄造的間隔物3由于直接鑄造方法的結(jié)果而具有與芯元件2的強粘合。在一個優(yōu)選實施例中，所有間隔物3為直接鑄造型，但是在一些間隙中使用其它類型的間隔物可以看來合乎需要。這可以例如歸因于芯支柱1的冷卻性質(zhì)在間隙完全由材料填充時惡化。在期望時可以在一些間隙中使用陶瓷間隔物10和其它現(xiàn)有技術(shù)解決方案。在鑄造之后加工芯支柱1的最外芯元件2以便使芯支柱1的尺度在所需容差內(nèi)。 也有可能允許直接鑄造的間隔物3為芯元件1的最外元件，尤其是如果從加工觀點來看這樣是優(yōu)選的。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的直接鑄造的間隔物3。直接鑄造的間隔物3 具有兩個主表面7和側(cè)表面6。間隔物材料優(yōu)選為聚合物合成物、比如聚合物混凝土。為了整體上提高直接鑄造的間隔物3和芯支柱1的剛性，可以用適當(dāng)材料如玻璃纖維或者碳纖維加固間隔物材料。直接鑄造的間隔物3的側(cè)表面6具有通孔5以便提高冷卻性質(zhì)。通過在鑄造之前向在相鄰芯元件2之間的對應(yīng)間隙穿過與直接鑄造的間隔物3的側(cè)表面6對應(yīng)的表面提供越過間隙的管子或者導(dǎo)管來實現(xiàn)通孔5。優(yōu)選地，管子或者導(dǎo)管在與加固相同的時間工作起作用，從而無需附加加固。通孔5優(yōu)選為位置接近芯元件2，并且它們優(yōu)選地在與直接鑄造的間隔物3的各主表面7相鄰的兩個水平面中伸展。利用適當(dāng)鑄造裝置，可以一次同時鑄造多個直接鑄造的間隔物3(優(yōu)選為所有直接鑄造的間隔物)。這在實踐中意味著平行地填充間隙并且可以不出現(xiàn)在間隙之間的壓力差。如果在鑄造期間使用可能引起芯元件2變形或者移位的過量壓力，則這具有重要性。一次同時鑄造帶來快速制造循環(huán)這一附加優(yōu)點。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的鑄造裝置，其中模具8具有用于相鄰芯元件 2之間各間隙(該間隙將包括直接鑄造的間隔物幻的單獨徑向門9。通過以堆疊方式在模具8中布置芯元件2并且用間隔物材料13填充在相鄰芯元件2之間的任何預(yù)定間隙來完成鑄造。單獨門9實現(xiàn)快速鑄造循環(huán)和間隙的完整填充。在這一鑄造裝置中，芯支柱的軸 4在鑄造期間優(yōu)選基本上水平擺放?？梢栽阼T造之前通過在相鄰芯元件2之間的間隙中布置定距件10并且通過在鑄造期間在最外芯元件2施加適當(dāng)軸向力保持堆疊物緊密來限定在芯元件2之間的距離。在各間隙中的三個定距件10保證用于芯元件2的穩(wěn)固支撐。定距件10可以由與直接鑄造的間隔物3相同的材料制造，但是它們也可以由其它適當(dāng)絕緣材料構(gòu)成。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的鑄造裝置，其中模具8具有用于相鄰芯元件 2之間若干間隙的共同門11。通過向劃分芯元件2提供通孔12來連接在芯元件2的兩側(cè)上的間隙。芯支柱的所有間隙在需要時可以由通孔12連接，但是隔離一些間隙以便在它們中使用替代類型的間隔物。在這一鑄造裝置中，芯支柱的軸4優(yōu)選為在鑄造期間基本上豎直，并且共同門11放置于模具8的軸向端中?？梢赃x擇在頂端放置門11以便允許重力有助于填充間隙，并且可以選擇在底端放置門11以便增強空氣的排出，取決于哪種放置看來更有利。這一鑄造裝置以下使用具有單個門11的簡單模具8，但是在需要時可以增加門11 的數(shù)目。增加門11的數(shù)目可以涉及向模具8的兩個軸向端提供門11或者將軸向門11與徑向門9組合。如果認(rèn)為氣泡的存在是關(guān)鍵的，則可以應(yīng)用真空鑄造。然而預(yù)計小氣泡不成問題， 因為大塊直接鑄造的間隔物3保證機械強度并且小氣泡不影響間隔物的電性質(zhì)。本發(fā)明并不限于上文示出的實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在如權(quán)利要求書限定的本發(fā)明范圍內(nèi)用多種方式修改它們。例如盡管附圖僅示出了橫截面為圓形的芯支柱， 但是任何其它適當(dāng)橫截面形狀在不脫離本發(fā)明的發(fā)明概念時是可能的。
權(quán)利要求
1.一種用于并聯(lián)電抗器的有隙芯支柱(1)，所述有隙芯支柱(1)包括以堆疊方式布置的多個芯元件O)，以及在相鄰芯元件(2)之間的間隙中布置的間隔物(3)，其特征在于所述間隔物(3)直接鑄造于所述相鄰芯元件(2)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有隙芯支柱(1)，其中所述直接鑄造的間隔物C3)包括聚合物合成物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有隙芯支柱(1)，其中所述聚合物合成物包括聚合物混凝土。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的有隙芯支柱(1)，其中所述直接鑄造的間隔物(3)具有兩個主表面(7)和側(cè)表面(6)，所述側(cè)表面(6)包括越過所述直接鑄造的間隔物( 的通孔⑶。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有隙芯支柱，其中所述通孔( 在與所述直接鑄造的間隔物 (3)的各主表面(7)相鄰的兩個水平面中伸展。
6.一種用于制造用于并聯(lián)電抗器的有隙芯支柱(1)的方法，所述方法包括以堆疊方式在模具(8)中布置多個芯元件(2)，并且通過在相鄰芯元件(2)之間直接鑄造間隔物材料(13)來向相鄰芯元件(2)之間的間隙提供直接鑄造的間隔物(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括一次同時鑄造多個直接鑄造的間隔物(3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括在鑄造之前在相鄰芯元件⑵之間的所述間隙中布置至少一個定距件(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在相鄰芯元件( 之間的所述間隙中的定距件 (10)數(shù)目至少為三。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括向所述模具⑶提供用于相鄰芯元件⑵之間各間隙的單獨徑向門(9)，所述間隙將包括直接鑄造的間隔物(3)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至9中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括向所述模具⑶提供用于相鄰芯元件⑵之間若干間隙的共同門(11)，向至少一個芯元件提供通孔(12)以連接在所述芯元件的兩側(cè)上的所述間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11中的任一權(quán)利要求所述的方法，包括在鑄造之前，向在相鄰芯元件( 之間的所述間隙提供經(jīng)過與所述直接鑄造的間隔物 (3)的側(cè)表面(6)對應(yīng)的表面的、越過所述間隙的管子或者導(dǎo)管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包括將所述管子或者導(dǎo)管定位于與各相鄰芯元件( 相鄰的兩個水平面中。
14.根據(jù)權(quán)利要求6至13中的任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述間隔物材料(13)包括聚合物合成物。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述聚合物合成物為聚合物混凝土。
全文摘要
一種用于并聯(lián)電抗器的有隙芯支柱(1)包括磁芯元件(2)，這些磁芯元件由在芯元件(2)之間直接鑄造的間隔物(3)分離。因而實現(xiàn)剛性芯支柱構(gòu)造。
文檔編號H01F3/14GK102282635SQ200980154993
公開日2011年12月14日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者J·安格, J·弗斯林, U·加弗特 申請人:Abb研究有限公司