CN201364801Y - 磁通抵消式电抗器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种磁通抵消式电抗器包括铁芯Fe、电感线圈主绕组W1、其特征在于：电感线圈主绕组外再增设有一个与主绕组绕制方向相反的辅助绕组W2，辅助绕组与SCR相串联后再与主绕组并联。与现有技术相比，本实用新型中的SCR与电感线圈共同配合使用，使得SCR上的端电压任何时候不会超过电感线圈的端电压，从而降低了对SCR的耐压要求，本实用新型可较好地平滑调节运行回路的综合电抗值，特别是分段移相触发，其综合电抗值调节的平滑性更好，降低了对电抗器的通流要求，降低了系统成本。

Description

磁通抵消式电抗器
技术领域
本实用新型涉及一种电抗器技术领域，尤其是一种适用于电气工程中需使用可调电感量设备的磁通抵消电抗器。
背景技术
近年来人们常使用单纯的可控硅(SCR)调压控制或单纯的磁控电抗器来调压稳压，单纯的可控硅调压，在高电压回路中要求可控硅耐压较高，多个可控硅串联又存在均压困难的问题，而单纯的磁控电抗器又存在电磁饱和限制的缺陷，使得调节范围窄及调节回路时间常数大的问题，影响了电抗器的使用范围，同时开关变压器的二次绕组短路后，开关变压器的电抗值不为零，加之开关变压器由于二次绕组电压低，所以通过的电流较大，其制作成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种价格较低，使用范围广，可连续调节和控制主回路中交流电流或电感量的磁通抵消电抗器。本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：
本实用新型包括铁芯、电感线圈主绕组、其特征在于电感线圈主绕组外再增设有一个与主绕组绕制方向相反的辅助绕组，辅助绕组与SCR相串联后再与主绕组并联。
所说的主绕组与辅绕组可以分段绕制。
所说的主绕组与辅绕组也可以连续绕制(即不分段绕制)。
所说的主绕组与辅绕组也可双线同绕，但两绕组的一端相连，另一端分开形成电抗器的输入端及输出端。
使用时，本实用新型与可控硅功率整流器ZL相连，可控硅整流器与可控硅触发控制器CFKZ相连，触发控制器与可编程控制器PLC相连，可编程控制器与主电路电流检测装置相连，其输入端与电力系统相连并通过导线CT与主电路电流检测装置相连，输出端与电器M相连。
本实用新型利用与主绕组绕制方向相反的辅助绕组，并将该辅助绕组与SCR(可控硅)相串联后再与本段的主组并联，通过调节SCR导通角的大小，即使得本段主绕组的等效电抗发生改变。利用这一特点，达到控制和调节电抗器的等效电抗，达到调节主回路电抗(或电感)的目的。
在辅助绕组中串入SCR可控硅元件，用控制SCR的导通角的方式控制辅助绕组的电流，即可控制整体磁通抵消式电抗器的等效电抗值，从而调节电抗器对外的综合等效电抗值。
当SCR关闭时，该磁通抵消式电抗器对外电路呈现出电抗器主绕组的固有电抗值。当对辅助绕组SCR导通角的大小进行控制时，就在辅助绕组中产生与主绕组磁通Φ1方向相反的磁通可变Φ2：
Φ＝Φ1-Φ2
使得通过电抗器的总磁通Φ减少。
由于同铁芯的两个绕组的磁通反相，故两个绕组的电抗相反，电抗器对外的等效电抗，相当于用主绕组电抗X减去辅助绕组电抗X：
X＝X1-X2
从而改变了电抗器对外的等效电抗值。
当有效的调节辅助绕组SCR导通角的大小时，就能调节电抗器的总磁通Φ，从而达到了调节电抗器的等效电抗值的目的。
与现有技术相比，本实用新型中的SCR与电感线圈共同配合使用，使得SCR上的端电压任何时候不会超过电感线圈的端电压，从而降低了对SCR的耐压要求，当系统运行电压较高且电感线圈的端电压也较高时，还可以采用分段SCR串联再与电感线圈分段并联的方式，依靠电感线圈上较低的压降，从而降低了对SCR耐压的要求。
同时由于在运行中有相当部分的电流是通过电感线圈流过的，故降低了对SCR的通流要求。而因在调控中只有部分电流流过SCR，又降低了对电抗器的通流要求，降低了系统成本。
实验证明，本实用新型可较好地平滑调节运行回路的综合电抗值，特别是分段移相触发，其综合电抗值调节的平滑性更好。
从上述情况可知，本实用新型的目的是可以实现的。
本实用新型适用于交流电动机的软起动器，为避免交流电动机在直接启动过程中，因大的启动电流造成供电系统电压大幅波动，对交流电动机在启动过程中用“磁通抵消式电抗器”进行限压、限流的启动。
本实用新型也适用于各种滤波器中作为“可调电感”。在有源滤波器中用于控制电感与电容器之间的谐振频率，以改变滤波器的谐振点，用于调整滤波器的滤波效果。
本实用新型还适用于各种电源中用“可调电感”来限流、稳压或滤波，或其它使用“可调电感线圈”、“可调电抗器”的领域。
附图说明
图1为本实用新型磁通自补偿原理示意图；
图2为本实用新型主电路原理图；
图3为本实用新型分段绕制的电抗器结构示意图；
图4为本实用新型主辅绕组双线绕制结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，本实用新型包括铁芯Fe、电感线圈绕组W1、其特征在于电感线圈主绕组外再增设有一个与主绕组绕制方向相反的辅助绕组W2，辅助绕组与SCR相串联后再与主绕组并联。主绕组磁通Φ1与主绕磁通Φ2方向相反，通过主绕组交流电流I1与通过辅助绕组电流I2汇集后与电动机M相连，一般情况下主绕组匝数与辅助绕组匝数相同，若有最低电抗值限制时，主、辅绕组匝数可以不同，本实施例选用前者，所说的主绕组与辅绕组可以分段绕制，也可以连续绕制(即不分段绕制)，本实施例选用前者，所说的主绕组与辅绕组还可双线同绕，即按无感线圈的绕制方法制作，但两绕组的一端相连，另一端分开形成电抗器的输入端及输出端，主电路为三相时，即IA、IB、IC需三个电抗器，DKA、DKB、DKC且至少应有6个可控硅元件即T1、T2、T3、T4、T5、T6。
使用时，本实用新型与可控硅功率整流器ZL相连，可控硅整流器与可控硅触发控制器CFKZ相连，触发控制器与可编程控制器PLC相连，可编程控制器与主电路电流检测装置C相连，其输入端与电力系统相连并通过导线CT与主电路电流检测装置相连，输出端与电器M相连。
本实用新型当作为软起动器时，电感线圈可以按1倍的电动机额定电流设计也可以按2倍的电动机额定电流设计，这样可以降低对SCR的通流要求。
本实用新型，在运行中为了使开关电抗器的综合电抗值跟随系统运行参数，可控硅触发器的前端配上不同用途的功能控制电路，如作为可调电抗器用于交流电动机软起动器电路中，软起动控制部分是使用PLC控制系统或计算机控制系统。采用自动电流跟踪控制技术，连续地跟踪电动机启动电路中主电流的大小。依据检测到的主电流使控制器输出相应的触发控制脉冲，控制相应的可控硅按一定的导通角工作，从而改变电感线圈的综合电抗值。达到对启动主回路中的电流进行闭环控制。
用于电力滤波器中，可以对谐振电路中电感电容的串联、并联电路或串并联混联电路中电感量进行控制和调节，以改变电路的谐振频率，控制电路中的滤波效果或调整谐振频率准确控制谐振点。
用于稳压电路中的稳压控制电路。在交流稳压电路中在负载变动或电源电压波动时，用这种开关电抗器可以控制交流电路中负载侧交流电压的稳定度或电流的稳定度。

Claims (4)

1、一种磁通抵消式电抗器包括铁芯Fe、电感线圈主绕组(W1)、其特征在于：电感线圈主绕组外再增设有一个与主绕组绕制方向相反的辅助绕组(W2)，辅助绕组与SCR相串联后再与主绕组并联。
2、根据权利要求1所述的一种磁通抵消式电抗器，其特征在于：所说的主绕组与辅绕组为分段绕制。
3、根据权利要求1所述的一种磁通抵消式电抗器，其特征在于：所说的主绕组与辅绕组为连续绕制。
4、根据权利要求1所述的一种磁通抵消式电抗器，其特征在于：所说的主绕组(W1)与辅绕组(W2)为双线同绕，但两绕组的一端相连，另一端分开形成电抗器的输入端及输出端。
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