CN104882253A - 三相四柱共轭电抗器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相四柱共轭电抗器，其包括一个上铁轭、六个绕有线圈的铁芯柱、一个中铁轭、一个下铁轭和一个未绕线圈的边柱，三个绕有线圈的铁芯柱并列设于上铁轭和中铁轭之间，另外三个绕有线圈的铁芯柱并列设于中铁轭和下铁轭之间，未绕线圈的边柱为边铁轭且设于六个绕有线圈的铁芯柱的最外侧，未绕线圈的边柱的两端分别与上铁轭和下铁轭相连，边柱的中间和中铁轭相连。本发明三相四柱共轭电抗器由于在常规三相电抗器的基础上增加了一个边柱，该边柱能够为绕有线圈的铁芯柱提供磁回路，对共模信号具有较强的抑制作用。同时将电抗器设计成上下共轭式的结构，与两台独立的电抗器相比，不仅省去了一个铁轭，还可将共用的铁轭设计得更小。

Description

三相四柱共轭电抗器

技术领域

本发明涉及一种电力电子设备，具体来说，是涉及一种三相四柱共轭电抗器，用于双模块逆变输出侧滤波电路，滤除差模谐波和共模谐波。

背景技术

常规的三相电抗器是三相三柱式电抗器，由三个绕有线圈的铁芯柱和上、下铁轭组成。可用在三相对称的电路中，三个绕有线圈的铁芯柱磁通的矢量和为零，不含零序分量。而当三相电路中含有零序分量时，三个绕有线圈的铁芯柱磁通的矢量和不为零，这时如果仍然使用常规的三相电抗器，则不能滤除零序谐波，需使用三台单相电抗器，不仅造价高，而且占用的空间大。双模块逆变输出电路中则需要使用六台单相电抗器，占用空间更大，造价更高。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的三相四柱共轭电抗器，克服了常规三相三柱式电抗器不能滤除零序谐波的不足之处，既能够用于三相对称且不含零序分量的电路中，也可以用于三相不对称且含零序分量的电路中，还能够有效降低使用成本，且减少占地空间。为进一步缩小双模块逆变输出滤波电抗器的体积，又将两台电抗器设计成共轭式。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种三相四柱共轭电抗器，其特征在于，其包括一个上铁轭、六个绕有线圈的铁芯柱、一个中铁轭、一个下铁轭和一个未绕线圈的边柱，三个绕有线圈的铁芯柱并列设于上铁轭和中铁轭之间，另外三个绕有线圈的铁芯柱并列设于中铁轭和下铁轭之间，未绕线圈的边柱为边铁轭且设于六个绕有线圈的铁芯柱的最外侧，未绕线圈的边柱的两端分别与上铁轭和下铁轭相连，边柱的中间和中铁轭相连。

优选地，所述六个绕有线圈的铁芯柱上设有气隙。

优选地，所述边柱为边铁轭。

优选地，所述中铁轭的宽度小于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度。

优选地，所述边柱的宽度等于或小于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度。

本发明由于采用了上述技术方案，使之与现有技术相比，具有以下优点和积极效果：本发明三相四柱共轭电抗器由于在常规三相电抗器的基础上增加了一个边柱，边柱能够为绕有线圈的铁芯柱提供磁回路，既可以像常规三相三柱电抗器一样，用在三相对称电路中，也可以用在三相不对称、且含有共模谐波的电路中，可滤除共模谐波，这一特点是常规三相三柱电抗器所没有的。另一方面，将两台电抗器设计成上下共轭式的结构，与两台独立的电抗器相比，不仅省去了一个铁轭，还可将共用的铁轭设计得更小，进一步节省了材料，同时也缩小了安装空间，减轻了设备总量，这一特点也是常规的共轭电抗器所没有的。

附图说明

通过以下对本发明的实施例并结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。其中：

图1为本发明三相四柱共轭电抗器第一实施例的正面视图；

图2为本发明三相四柱共轭电抗器第一实施例的电气原理图；

图3为本发明三相四柱共轭电抗器第一实施例侧面视图；

图4为本发明三相四柱共轭电抗器第一实施例的工作原理图；

图5为本发明三相四柱共轭电抗器第二实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1、图2、图3所示的三相四柱共轭电抗器的第一实施例，包括一个上铁轭1、六个绕有线圈的铁芯柱2、一个中铁轭3、一个下铁轭4和一个未绕线圈的边柱（边铁轭）5，三个绕有线圈的铁芯柱2并列设于上铁轭1和中铁轭3之间，另外三个绕有线圈的铁芯柱2并列设于中铁轭3和下铁轭4之间，未绕线圈的边柱5为边铁轭且设于六个绕有线圈的铁芯柱2的最外侧，未绕线圈的边柱5的两端分别与上铁轭1和下铁轭4相连，边柱5的中间和中铁轭3相连。图2显示了六个线圈的同名端标识，六个线圈分为两组，A、B、C、A1、B1、C1为一组； a、b、c、a1、b1、c1为另外一组。

当本发明三相四柱共轭电抗器作为双模块逆变输出滤波电抗器工作时，由于各相均含有一定量的高频零序分量，上部三个绕有线圈的铁芯柱的磁通矢量和不为零，零序磁通经过上部三个绕有线圈的铁芯柱、上铁轭、边柱（边铁轭）的上半部分、中铁轭形成回路；下部三个绕有线圈的铁芯柱的磁通矢量和也不为零，零序磁通经过下部三个绕有线圈的铁芯柱、中铁轭、边柱（边铁轭）的下半部分、下铁轭形成回路。如图4所示，上半部分磁通和下半部分磁通在中铁轭内是互相抵消的，所以中铁轭内的磁通较低，因而可将中铁轭的截面设计得小于上、下铁轭的截面。边柱（边铁轭）中的磁通分为上、下两个部分，上半部分磁通为上部三个线圈形成的零序磁通，下半部分磁通为下部三个线圈形成的零序磁通。边柱（边铁轭）中的零序磁通包含工频零序磁通和谐波零序磁通。所以其截面的大小需按其中的磁通大小、频率进行设计，边柱（边铁轭）的宽度可能等于或小于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度，也可能不等于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度。中铁轭的宽度小于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度。

如图5所示的三相四柱共轭电抗器的第二实施例，其结构与第一实施例基本相同，不同之处在于：在本实施例中，六个绕有线圈的铁芯柱2上设有气隙6，其中每个绕有线圈的铁芯柱上所设气隙数量可根据需要设置，但三个绕有线圈的铁芯柱2之间的气隙是相互对应的。本实施例中，每一个绕有线圈的铁芯柱2上设有气隙6的数量为两个，六个绕有线圈的铁芯柱2中间的气隙相互对应。

本发明三相四柱共轭电抗器由于在常规三相电抗器的基础上增加了一个边柱，边柱能够为绕有线圈的铁芯柱提供磁回路，既可以像常规三相三柱电抗器一样，用在三相对称电路中，也可以用在三相不对称、且含有共模谐波的电路中，可滤除共模谐波，这一特点是常规三相三柱电抗器所没有的。另一方面，将两台电抗器设计成上下共轭式的结构，与两台独立的电抗器相比，不仅省去了一个铁轭，还可将共用的铁轭设计得更小，进一步节省了材料，同时也缩小了安装空间，减轻了设备总量，这一特点也是常规的共轭电抗器所没有的。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改型和改变。因此，本发明覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。

Claims (5)

1. 一种三相四柱共轭电抗器，其特征在于，其包括一个上铁轭、六个绕有线圈的铁芯柱、一个中铁轭、一个下铁轭和一个未绕线圈的边柱，三个绕有线圈的铁芯柱并列设于上铁轭和中铁轭之间，另外三个绕有线圈的铁芯柱并列设于中铁轭和下铁轭之间，未绕线圈的边柱为边铁轭且设于六个绕有线圈的铁芯柱的最外侧，未绕线圈的边柱的两端分别与上铁轭和下铁轭相连，边柱的中间和中铁轭相连。

2.如权利要求1所述的三相四柱共轭电抗器，其特征在于，所述六个绕有线圈的铁芯柱上设有气隙。

3.如权利要求1所述的三相四柱共轭电抗器，其特征在于，所述边柱为边铁轭。

4.如权利要求1所述的三相四柱共轭电抗器，其特征在于，所述中铁轭的宽度小于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度。

5.如权利要求1所述的三相四柱共轭电抗器，其特征在于，所述边柱的宽度等于或小于上铁轭的宽度、下铁轭的宽度。