CN203895214U - 共轭式三相电抗器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种共轭式三相光伏电抗器，包括上轭、上芯柱、中轭、下芯柱、下轭，并于上芯柱和下芯柱上分别对应绕制第一线圈、第二线圈，其中由上轭、上芯柱、第一线圈和中轭共同构成三相付电抗器，由下轭、下芯柱、第二线圈和前述中轭共同构成三相主电抗器，所述付电抗器和主电抗器产生磁通在中轭上得以部分抵消，所述下轭截面积为S₁，所述中轭截面积为S₂，依据S₂=M*S₁*1.2设计中轭截面积，M为中轭上抵消后剩下磁通Φ₁/下轭上磁通Φ₂，如此可减小中轭截面积，降低材料成本，又可保证共用中轭的温升达到要求，又可使噪音降低，整机效率亦得以提升。

Description

共轭式三相电抗器

技术领域

本实用新型涉及光伏逆变器用的三相电抗器，尤其是指一种共轭式三相电抗器。

背景技术

随着社会经济发展突飞猛进，人类对能源的需求在不断增长，例如光伏能源的可持续发展越来越得到人们的重视。现今光伏并网发电技术得到大力推广，其系通过光伏逆变器将太阳能电池的直流电能变换成交流电能与电网并网发电，而在逆变过程中会产生大量谐波，从而需要增加电抗器来进行滤波处理。传统光伏逆变器中采用两台独立的三相电抗器组成滤波线路，如此不仅材料成本高，而且使整体体积大，占地空间多，装配及操作复杂、繁琐，显然阻碍了现今光伏并网发电的发展。

目前，业界亦有提出将两台三相电抗器上、下分布，使上面电抗器和下面电抗器共用一个铁轭，在共用铁轭内产生的磁通进行相互抵消，虽然成本有所降低，体积减小等，但共用铁轭的载面积仍然较大，并在500KVA光伏逆变器满载运行下测得温升较高，大约在75℃以上，整机运行效率在97.5%左右，申请人认为仍不够理想，因此如何设计共用铁轭尤为关键，亦是当前业界所亟需解决的课题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术所存在之缺失，主要目的在于提供一种共轭式三相光伏电抗器，采用特定共用中轭的截面积设计，既可保证共用中轭的温升达到要求，又可使整机效率得以提升。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种共轭式三相光伏电抗器的设计方法，选择上轭、上芯柱、中轭、下芯柱、下轭构成一框架，该上芯柱位于上轭与中轭之间，该下芯柱位于下轭与中轭之间，并于上芯柱和下芯柱上分别对应绕制第一线圈、第二线圈，其中由下轭、下芯柱、第二线圈和前述中轭共同构成三相主电抗器，由上轭、上芯柱、第一线圈和中轭共同构成三相付电抗器，所述主电抗器和付电抗器产生磁通在中轭上得以部分抵消，所述主电抗器、付电抗器所通过的额定电流I_L相同，且该主电抗器的电感是付电抗器的电感两倍，所述下轭截面积为S₁，所述中轭截面积为S₂，依据S₂=M*S₁*1.2设计中轭截面积，M为中轭上抵消后剩下磁通Φ₁/下轭上磁通Φ₂。

进一步，所述主电抗器的磁感应强度B_Z设定在0.8T-1.04T之间，所述付电抗器的磁感应强度B_Z设定在1.1T-1.25T之间,所述第二线圈的匝数N₂大于第一线圈匝数N₁；再进一步，所述中轭上抵消后剩下磁通依据Φ₁=K*（N₂-N₁）*I_L得出，所述下轭上磁通依据Φ₂=K*N₂*I_L得出，其中K-磁通与NI转换系数。

进一步，所述上芯柱为无取向硅钢片，所述下芯柱为取向硅钢片。

进一步，所述三相主电抗器为0.1mH/1100A，所述三相付电抗器为0.05mH/1100A。

本实用新型有益效果在于由三相主电抗器和三相付电抗器共用一中轭，该中轭截面积以特定设计，可减小中轭截面积，降低材料成本，又可保证共用中轭的温升达到要求，又可使噪音降低，整机效率亦得以提升。

附图说明

图1是本实用新型整体构架平面示意图；

图2是本实用新型原理示意图。

附图标号说明：

10、三相主电抗器    11、上轭

12、上芯柱          13、第一线圈

20、三相付电抗器    31、下芯柱

32、下芯柱          33、第二线圈

20、中轭 。           

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步描述。

请参照图1、图2所示，一种共轭式三相光伏电抗器，选择上轭11、上芯柱12、中轭20、下芯柱31、下轭32构成一框架，该上芯柱11位于上轭12与中轭20之间，该下芯柱31位于下轭32与中轭20之间，并于上芯柱12和下芯柱31上分别对应绕制第一线圈13、第二线圈33，其中由下轭32、下芯柱31、第二线圈33和前述中轭20共同构成三相主电抗器30，由上轭11、上芯柱12、第一线圈13和中轭20共同构成三相付电抗器10，所述主电抗器30和付电抗器10产生磁通在中轭20上得以部分抵消，所述主电抗器30、付电抗器所10通过的额定电流I_L相同，且设定该主电抗器30的电感是付电抗器10的电感两倍，所述主电抗器30的磁感应强度B_Z设定在0.8T-1.04T之间，所述付电抗器10的磁感应强度B_Z设定在1.1T-1.25T之间,所述第二线圈33的匝数N₂大于第一线圈13匝数N₁，所述下轭32截面积为S₁，所述中轭20截面积为S₂，依据S₂=M*S₁*1.2设计中轭20截面积，M为中轭上抵消后剩下磁通Φ₁/下轭上磁通Φ₂。所述中轭20上抵消后剩下磁通依据Φ₁=K*（N₂-N₁）*I_L得出，所述下轭32上磁通依据Φ₂=K*N₂*I_L得出，其中K-磁通与NI转换系数。藉此，所述上芯柱12为无取向硅钢片，所述下芯柱31为取向硅钢片，这样选择材料方便，有利于降低成本，并亦不会影响运行效率。

以0.05mH/1100A三相电抗器作为付电抗器，0.1mH/1100A三相电抗器作为主电抗器为例，采用前述公式设计中轭20的截面面积，相比传统共用铁轭面积可以更加缩小，不仅减少中轭20材料成本，并且在500KVA光伏逆变器满载运行下测得中轭的温升仅有70℃，完全达到要求，同时噪音亦得到降低，尤其是整体运行效率在98.5%以上，大幅提升运行效率。

如此由三相主电抗器和三相付电抗器共用一中轭，形成共轭式三相电抗器，其中中轭截面积采用特定设计，既可保证共用中轭的温升达到要求，又可使整机效率得以提升。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种共轭式三相光伏电抗器，其特征在于：包括上轭、上芯柱、中轭、下芯柱、下轭，该上芯柱位于上轭与中轭之间，该下芯柱位于下轭与中轭之间，并于上芯柱和下芯柱上分别对应绕制第一线圈、第二线圈，其中由下轭、下芯柱、第二线圈和前述中轭共同构成三相主电抗器，由上轭、上芯柱、第一线圈和中轭共同构成三相付电抗器，所述主电抗器和付电抗器产生磁通在中轭上得以部分抵消，所述主电抗器、付电抗器所通过的额定电流I_L相同，且该主电抗器的电感是付电抗器的电感两倍，所述下轭截面积为S₁，所述中轭截面积为S₂，依据S₂=M*S₁*1.2设计中轭截面积，M为中轭上抵消后剩下磁通Φ₁/下轭上磁通Φ₂。

2.根据权利要求1所述共轭式三相光伏电抗器，其特征在于：所述主电抗器的磁感应强度B_Z设定在0.8T-1.04T之间，所述付电抗器的磁感应强度B_Z设定在1.1T-1.25T之间,所述第二线圈的匝数N₂大于第一线圈匝数N₁。

3.根据权利要求2所述共轭式三相光伏电抗器，其特征在于：所述中轭上抵消后剩下磁通依据Φ₁=K*（N₂-N₁）*I_L得出，所述下轭上磁通依据Φ₂=K*N₂*I_L得出，其中K-磁通与NI转换系数。

4.根据权利要求1所述共轭式三相光伏电抗器，其特征在于：所述上芯柱为无取向硅钢片，所述下芯柱为取向硅钢片。

5.根据权利要求1所述共轭式三相光伏电抗器，其特征在于：所述主电抗器为0.1mH/1100A三相电抗器，所述付电抗器为0.05mH/1100A三相电抗器。