一種基于磁路變換的可調電抗器，涉及可調電抗器調節電感技術領域。它為了解決現有鐵芯電抗器易產生諧波的問題。本實用新型專利技術的WW鐵芯柱、上鐵軛、CW鐵芯柱和下鐵軛依次首尾相接組成矩形主磁路框架，附加鐵芯柱位于矩形主磁路框架內與WW鐵芯柱平行設置，小氣隙設置于上鐵軛中，大氣隙設置于附加鐵芯柱中，工作繞組螺旋纏繞在WW鐵芯柱上，控制繞組螺旋纏繞在CW鐵芯柱上，工作繞組產生的交流磁通瞬時流向應與控制繞組產生的交流磁通瞬時流向相互對頂，檢測與控制電路用于產生一個與工作繞組電流頻率相等、相位相同、幅值可變的電流，濾波電容和定值電感起抑制高頻紋波的作用。本實用新型專利技術具有不產生諧波的優點。本實用新型專利技術適用于可調電抗器技術領域。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及可調電抗器
，尤其涉及一種基于磁路變換的可調電抗器調節電感
技術介紹
目前，已知的電感參數可調的鐵芯電抗器分為以下幾種：一、傳統機械式可調電抗器，這種電抗器的調節方式又分為調匝式和調氣隙式。調匝式電抗器調節方便，成本低，但電感值不能連續調節；調氣隙式電抗器能實現電感值連續可調，結構簡單，但其需要大功率驅動電機與之配合，且震動和噪聲大。二、晶閘管型可控電抗器（Thyristor Controlled Reactor, TCR），它由一組反并聯晶閘管與固定參數的電抗器相串聯，通過控制晶閘管的導通角實現電感值連續調節，但其引入了電力電子器件，必然產生諧波污染，且不能用于超高壓場合。 三、磁控電抗器，這種電抗器可以按照交、直流控制方式分，典型代表為磁閥式可控電抗器和直流助磁式可控電抗器。其工作原理是通過交（直）流控制鐵芯飽和程度，改變鐵芯的等值相對磁導率從而實現電感值可調，但在長期運行中鐵芯處于飽和狀態，損耗大，諧波大。四、基于脈寬調制技術（Pulse Width Modulation, PWM）的可控電抗器，它由固定參數的電抗器與絕緣柵型雙極晶體管（IGBT）等器件組成的交流開關串聯而成，通過調節占空比來調節流過電抗器的等值電流，從而對外電路來看，其等效為參數可調的電抗器。其特點是響應速度快、電感值連續平滑可調，但應用場合受到電力電子器件耐壓條件的約束。五、超導可控電抗器，這種電抗器線圈用超導材料制成，利用超導態和正常態的轉換實現電感值的調節。但提高超導線圈的熱穩定性和降低超導材料的交流損耗是一技術難題。
技術實現思路
本技術的目的是為了解決現有鐵芯電抗器易產生諧波的問題，提出一種基于磁路變換的可調電抗器。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器包括WW(working winding)鐵芯柱1、上鐵軛2、CW(controlling winding)鐵芯柱3、下鐵軛4，還包括附加鐵芯柱5、工作繞組6、控制繞組7、小氣隙8、大氣隙9、基波電流檢測10、反饋電流檢測11、電流控制模塊12、PWM控制與驅動13、電壓型逆變器14、直流供電電源15、電流互感器ct1、電流互感器ct2、電網交流電壓Ua、濾波電容Cd、定值電感Ld；所述WW鐵芯柱1、上鐵軛2、CW鐵芯柱3和下鐵軛4依次首尾相接組成矩形主磁路框架，工作繞組6螺旋纏繞在WW鐵芯柱1上，控制繞組7螺旋纏繞在CW鐵芯柱3上，工作繞組6產生的交流磁通瞬時流向應與控制繞組7產生的交流磁通瞬時流向相互對頂；附加鐵芯柱5位于矩形主磁路框架內，所述附加鐵芯柱5與WW鐵芯柱1平行設置，所述附加鐵芯柱5上端與上鐵軛2固定連接、下端與下鐵軛4固定連接，小氣隙8設置于上鐵軛2中，所述小氣隙8位于附加鐵芯柱5和WW鐵芯柱1之間，大氣隙9設置于附加鐵芯柱5中，所述大氣隙9與上鐵軛2之間的距離與下鐵軛4之間的距離相等；控制繞組7、定值電感Ld和電壓型逆變器14輸出端依次串聯組成控制回路，電流互感器ct2跨接在所述控制回路上用于提取反饋電流，濾波電容Cd并聯在控制繞組7兩端，電壓型逆變器14的輸入端和PWM控制與驅動13的輸出端連接，所述PWM控制與驅動13的輸入端與電流控制模塊12的輸出端連接，電流控制模塊12的輸入端同時與基波電流檢測10、反饋電流檢測11的輸出端連接，基波電流檢測10輸入端與電流互感器ct1連接，反饋電流檢測11的輸入端與電流互感器ct2連接，電網交流電壓Ua與工作繞組6串聯組成工作回路，電流互感器ct1跨接在所述工作回路上用于提取工作電流，直流供電電源15與電壓型逆變器14連接為其供電。-本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的WW鐵芯柱1的橫截面形狀為圓形或矩形。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的CW鐵芯柱3的橫截面形狀為圓形或矩形。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的工作繞組6的橫截面形狀為圓形或矩形。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的控制繞組7的橫截面形狀為圓形或矩形。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的WW鐵芯柱1、上鐵軛2、CW鐵芯柱3、下鐵軛4和附加鐵芯柱5的橫截面面積相等。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的上鐵軛2、下鐵軛4和附加鐵芯柱5的橫截面形狀均為矩形。本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的小氣隙8的長度為l1、大氣隙9的長度為l2，所述小氣隙8的長度和大氣隙9的長度之間關系為：l2>l1。附圖說明圖1為本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的正視結構圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為本技術所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的工作原理圖。具體實施方式具體實施方式一：結合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式所述的一種基于磁路變換的可調電抗器包括WW(working winding)鐵芯柱1、上鐵軛2、CW(controlling winding)鐵芯柱3、下鐵軛4，還包括附加鐵芯柱5、工作繞組6、控制繞組7、小氣隙8、大氣隙9、基波電流檢測10、反饋電流檢測11、電流控制模塊12、PWM控制與驅動13、電壓型逆變器14、直流供電電源15、電流互感器ct1、電流互感器ct2、電網交流電壓Ua、濾波電容Cd、定值電感Ld；所述WW鐵芯柱1、上鐵軛2、CW鐵芯柱3和下鐵軛4依次首尾相接組成矩形主磁路框架，工作繞組6螺旋纏繞在WW鐵芯柱1上，控制繞組7螺旋纏繞在CW鐵芯柱3上，工作繞組6產生的交流磁通瞬時流向應與控制繞組7產生的交流磁通瞬時流向相互對頂；附加鐵芯柱5位于矩形主磁路框架內，所述附加鐵芯柱5與WW鐵芯柱1平行設置，所述附加鐵芯柱5上端與上鐵軛2固定連接、下端與下鐵軛4固定連接，小氣隙8設置于上鐵軛2中，所述小氣隙8位于附加鐵芯柱5和WW鐵芯柱1之間，大氣隙9設置于附加鐵芯柱5中，所述大氣隙9與上鐵軛2之間的距離與下鐵軛4之間的距離相等；控制繞組7、定值電感Ld和電壓型逆變器14輸出端依次串聯組成控制回路，電流互感器ct2跨接在所述控制回路上用于提取反饋電流，濾波電容Cd并聯在控制繞組7兩端，電壓型逆變器14的輸入端和PWM控制與驅動13的輸出端連接，所述PWM控制與驅動13的輸入端與電流控制模塊12的輸出端連接，電流控制模塊12的輸入端同時與基波電流檢測10、反饋電流檢測11的輸出端連接，基波電流檢測10輸入端與電流互感器ct1連接，反饋電流檢測11的輸入端與電流互感器ct2連接，電網交流電壓Ua與工作繞組6串聯組成工作回路，電流互感器ct1跨接在所述工作回路上用于提取工作電流，直流供電電源15與電壓型逆變器14連接為其供電。具體實施方式二：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的區別在于：所述的WW鐵芯柱1的橫截面形狀為圓形或矩形。具體實施方式三：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的區別在于：所述的CW鐵芯柱3的橫截面形狀為圓形或矩形。具體實施方式四：結合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式與實施方式一所述的一種基于磁路變換的可調電抗器的區別在于：所述的工作繞組6的橫截面形狀為圓形或本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種基于磁路變換的可調電抗器，包括WW鐵芯柱（1）、上鐵軛（2）、CW鐵芯柱（3）、下鐵軛（4），其特征在于：它還包括附加鐵芯柱（5）、工作繞組（6）、控制繞組（7）、小氣隙（8）、大氣隙（9）、基波電流檢測（10）、反饋電流檢測（11）、電流控制模塊（12）、PWM控制與驅動（13）、電壓型逆變器（14）、直流供電電源（15）、電流互感器ct1、電流互感器ct2、電網交流電壓Ua、濾波電容Cd、定值電感Ld；所述WW鐵芯柱（1）、上鐵軛（2）、CW鐵芯柱（3）和下鐵軛（4）依次首尾相接組成矩形主磁路框架，工作繞組（6）螺旋纏繞在WW鐵芯柱（1）上，控制繞組（7）螺旋纏繞在CW鐵芯柱（3）上，工作繞組（6）產生的交流磁通瞬時流向應與控制繞組（7）產生的交流磁通瞬時流向相互對頂；附加鐵芯柱（5）位于矩形主磁路框架內，所述附加鐵芯柱（5）與WW鐵芯柱（1）平行設置，所述附加鐵芯柱（5）上端與上鐵軛（2）固定連接、下端與下鐵軛（4）固定連接，小氣隙（8）設置于上鐵軛（2）中，所述小氣隙（8）位于附加鐵芯柱（5）和WW鐵芯柱（1）之間，大氣隙（9）設置于附加鐵芯柱（5）中，所述大氣隙（9）與上鐵軛（2）之間的距離與下鐵軛（4）之間的距離相等；控制繞組（7）、定值電感Ld和電壓型逆變器（14）輸出端依次串聯組成控制回路，電流互感器ct2跨接在所述控制回路上用于提取反饋電流，濾波電容Cd并聯在控制繞組（7）兩端，電壓型逆變器（14）的輸入端和PWM控制與驅動（13）的輸出端連接，所述PWM控制與驅動（13）的輸入端與電流控制模塊（12）的輸出端連接，電流控制模塊（12）的輸入端同時與基波電流檢測（10）、反饋電流檢測（11）的輸出端連接，基波電流檢測（10）輸入端與電流互感器ct1連接，反饋電流檢測（11）的輸入端與電流互感器ct2連接，電網交流電壓Ua與工作繞組（6）串聯組成工作回路，電流互感器ct1跨接在所述工作回路上用于提取工作電流，直流供電電源（15）與電壓型逆變器（14）連接為其供電。...
【技術特征摘要】
1.一種基于磁路變換的可調電抗器，包括WW鐵芯柱（1）、上鐵軛（2）、CW鐵芯柱（3）、下鐵軛（4），其特征在于：它還包括附加鐵芯柱（5）、工作繞組（6）、控制繞組（7）、小氣隙（8）、大氣隙（9）、基波電流檢測（10）、反饋電流檢測（11）、電流控制模塊（12）、PWM控制與驅動（13）、電壓型逆變器（14）、直流供電電源（15）、電流互感器ct1、電流互感器ct2、電網交流電壓Ua、濾波電容Cd、定值電感Ld；所述WW鐵芯柱（1）、上鐵軛（2）、CW鐵芯柱（3）和下鐵軛（4）依次首尾相接組成矩形主磁路框架，工作繞組（6）螺旋纏繞在WW鐵芯柱（1）上，控制繞組（7）螺旋纏繞在CW鐵芯柱（3）上，工作繞組（6）產生的交流磁通瞬時流向應與控制繞組（7）產生的交流磁通瞬時流向相互對頂；附加鐵芯柱（5）位于矩形主磁路框架內，所述附加鐵芯柱（5）與WW鐵芯柱（1）平行設置，所述附加鐵芯柱（5）上端與上鐵軛（2）固定連接、下端與下鐵軛（4）固定連接，小氣隙（8）設置于上鐵軛（2）中，所述小氣隙（8）位于附加鐵芯柱（5）和WW鐵芯柱（1）之間，大氣隙（9）設置于附加鐵芯柱（5）中，所述大氣隙（9）與上鐵軛（2）之間的距離與下鐵軛（4）之間的距離相等；控制繞組（7）、定值電感Ld和電壓型逆變器（14）輸出端依次串聯組成控制回路，電流互感器ct2跨接在所述控制回路上用于提取反饋電流，濾波電容Cd并聯在控制繞組（7）兩端，電壓型逆變器（14）的輸入端和PWM控制與驅動（13）的輸出端連接，所述PWM控制與驅動（13）的輸入端與電流控...
【專利技術屬性】
技術研發人員：官瑞楊，魏新勞，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23
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