一種可控電阻的直流飽和電抗器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種可控電阻的直流飽和電抗器。所述直流飽和電抗器采用閉環(huán)鐵芯，閉環(huán)鐵芯至少有兩根截面積相等、均有直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的鐵芯柱；至少有兩個(gè)直流線(xiàn)圈分別連接各自的正向整流二極管與反向整流二極管；交流線(xiàn)圈之間或各交流線(xiàn)圈與中性點(diǎn)間的交流回路中連接至少一個(gè)可控電阻，可控電阻由控制電路控制；控制電路控制可控電阻電阻值的大小，通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)各個(gè)可控電阻的電阻值的大小，控制各個(gè)與整流二極管連接的直流線(xiàn)圈中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)控制直流飽和電抗器電抗值的大小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種可控電阻的直流飽和電抗器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)送變電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種可控電阻的直流飽和電抗器。

【背景技術(shù)】
[0002]電抗器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛。串聯(lián)電抗器可限制短路電流；并聯(lián)電抗器可限制過(guò)電壓；電抗器與電容聯(lián)合可構(gòu)成濾波電路。在一些應(yīng)用領(lǐng)域，電抗器的電抗值是固定不變的；在一些應(yīng)用領(lǐng)域，電抗器的電抗值應(yīng)隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化而不斷調(diào)節(jié)。電抗值可以連續(xù)調(diào)節(jié)的可控飽和電抗器(簡(jiǎn)稱(chēng)為:飽和電抗器)是重要研究課題。
[0003]飽和電抗器是利用飽和電抗器閉環(huán)鐵芯的飽和特性來(lái)改變電抗器的電抗值。已經(jīng)有許多飽和電抗器被提出來(lái)，中國(guó)水利水電出版社2008年出版蔡宣三，高越農(nóng)著《可控飽和電抗器原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用》一書(shū)對(duì)飽和電抗器作了總結(jié)?，F(xiàn)有的直流飽和電抗器反應(yīng)速度慢。專(zhuān)利CN201410353026.4提出一種改進(jìn)的直流飽和電抗器，可提高反應(yīng)速度。但控制電路復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為解決上述問(wèn)題，提供一種控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的可控電阻的直流飽和電抗器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下方法:
[0006]本發(fā)明的有益效果是:串聯(lián)在直流線(xiàn)圈回路的兩只可控晶閘管改為不需要控制的二極管，晶閘管改為與電阻并聯(lián)；晶閘管觸發(fā)角變化過(guò)程，直流線(xiàn)圈電流的變化平滑，產(chǎn)生的諧波??；晶閘管受到的沖擊小，產(chǎn)生的干擾小。控制結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、可靠。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1表示第一種可控電阻的直流飽和電抗器。
[0008]圖2表不一種可控電阻。
[0009]圖3表示第二種可控電阻的直流飽和電抗器。
[0010]圖4表示第三種可控電阻的直流飽和電抗器。
[0011]其中，21.直流飽和電抗器端子I，22.直流飽和電抗器端子II，23.直流飽和電抗器鐵芯，24.控制電路I，25.控制電路II，26.控制電路III。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:
[0013]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]第一種可控電阻的直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖1所示。包括直流飽和電抗器I，可控電阻M1，控制電路124。直流飽和電抗器I包括直流飽和電抗器端子121，直流飽和電抗器端子1122，直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23，控制電路124。直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23至少有兩根鐵芯柱；有兩根截面積相等、均有直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有交流線(xiàn)圈L5和直流線(xiàn)圈L6，另一根鐵芯柱上有交流線(xiàn)圈端子L7和直流線(xiàn)圈L8 ;交流線(xiàn)圈L5與交流線(xiàn)圈L7的匝數(shù)相等，直流線(xiàn)圈L6與直流線(xiàn)圈L8的匝數(shù)相等；交流線(xiàn)圈L5與直流線(xiàn)圈L6的匝數(shù)相等，或不相等。多數(shù)應(yīng)用，建議:交流線(xiàn)圈L5與直流線(xiàn)圈L6的匝數(shù)相等，交流線(xiàn)圈L5是直流飽和電抗器II同等額定電壓等級(jí)變壓器的一次線(xiàn)圈匝數(shù)的1/2。
[0015]閉環(huán)鐵芯23可以是相互沒(méi)有通路的兩個(gè)閉環(huán)鐵芯，例如1:兩個(gè)口字形鐵芯。也可以是一體的，相互有通路的閉環(huán)鐵芯；例如2:三根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通三根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構(gòu)成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的閉環(huán)。例如3:四根鐵芯柱，鐵芯柱兩端有磁軛連通四根鐵芯柱，任何兩根鐵芯柱都能夠相互構(gòu)成磁通閉環(huán)，但至少有兩根能各自形成不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的閉環(huán)，如圖1所示。
[0016]交流線(xiàn)圈L5同名端與直流線(xiàn)圈L8同名端連接在一起后，連接端子121 ;交流線(xiàn)圈L7異名端與直流線(xiàn)圈L6異名端連接在一起后，連接端子1122。交流線(xiàn)圈L5異名端串聯(lián)可控電阻M1，然后連接交流線(xiàn)圈L7同名端，交流線(xiàn)圈L5異名端經(jīng)正向整流二極管D3連接直流線(xiàn)圈L6同名端，交流線(xiàn)圈L7同名端經(jīng)正向整流二極管D4連接直流線(xiàn)圈L8異名端；
[0017]一種可控電阻如圖2所示。電阻R7的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D7、晶閘管D8反向并聯(lián)后，與電阻R7并聯(lián)；壓敏電阻R8與電阻R7并聯(lián)。晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)端連接控制電路1125，控制電路1125有導(dǎo)線(xiàn)與外部連接，控制電路1125接受外部控制電路124的控制?？刂齐娐?125觸發(fā)晶閘管D7、晶閘管D8全導(dǎo)通時(shí)，可控電阻很小，接近等于零。控制電路1125觸發(fā)晶閘管D7、晶閘管D8全截止時(shí)，可控電阻阻值最大，等于電阻R7阻值?？刂齐娐?125連續(xù)調(diào)節(jié)晶閘管D7、晶閘管D8觸發(fā)角時(shí)，可控電阻可在零與電阻R7的電阻值之間連續(xù)變化。通過(guò)控制電路1125，晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)角接受外部控制電路控制。壓敏電阻R8的作用是保護(hù)晶閘管D7、晶閘管D8，不被過(guò)電壓脈沖損壞。
[0018]設(shè)一種可控電阻的直流飽和電抗器額定電壓為U1，一種可控電阻的直流飽和電抗器接入額定電壓為Ul的系統(tǒng)。當(dāng)控制電路124控制晶閘管D7和晶閘管D8全導(dǎo)通時(shí)，可控電阻很小，接近等于零。直流線(xiàn)圈L6和直流線(xiàn)圈L8中的直流電流接近等于零。直流飽和電抗器I的電抗值為最大值。直流飽和電抗器I有最大值Zmax。
[0019]當(dāng)控制電路124控制晶閘管D7和晶閘管D8全截止時(shí)，可控電阻阻值最大，等于電阻R7阻值。流過(guò)直流線(xiàn)圈L6與直流線(xiàn)圈L8的直流電流達(dá)到最大設(shè)計(jì)值。直流飽和電抗器I的電抗值為最小值。直流飽和電抗器I有最大值Zmin。
[0020]控制電路124控制晶閘管D7和晶閘管D8觸發(fā)角的大小，可控制直流線(xiàn)圈L6和直流線(xiàn)圈L8中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)控制直流飽和電抗器I電抗值的大小?？刂齐娐?24連續(xù)控制晶閘管D7和晶閘管D8觸發(fā)角的大小，可連續(xù)控制直流線(xiàn)圈L6和直流線(xiàn)圈L8中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)直流飽和電抗器I電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，直流飽和電抗器I電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0021]串聯(lián)在直流線(xiàn)圈回路的兩只可控晶閘管改為不需要控制的二極管，晶閘管改為與電阻并聯(lián)；晶閘管觸發(fā)角變化過(guò)程，直流線(xiàn)圈電流的變化平滑，產(chǎn)生的諧波??；晶閘管受到的沖擊小，產(chǎn)生的干擾小?？刂平Y(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、可靠。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]第二種可控電阻的直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖3所示。包括直流飽和電抗器II，可控電阻M3，可控電阻M4，控制電路11126。直流飽和電抗器II包括直流飽和電抗器端子121，直流飽和電抗器端子II22，直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23，控制電路11126。直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23至少有兩根鐵芯柱；有兩根截面積相等、均有直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有交流線(xiàn)圈L9和直流線(xiàn)圈L10，另一根鐵芯柱上有交流線(xiàn)圈端子Lll和直流線(xiàn)圈L12 ;交流線(xiàn)圈L9與交流線(xiàn)圈Lll的匝數(shù)相等，直流線(xiàn)圈LlO與直流線(xiàn)圈L12的匝數(shù)相等；交流線(xiàn)圈L9與直流線(xiàn)圈LlO的匝數(shù)相等，或不相等。多數(shù)應(yīng)用，建議:交流線(xiàn)圈L9與直流線(xiàn)圈LlO的匝數(shù)相等，交流線(xiàn)圈L9匝數(shù)與直流飽和電抗器II同等額定電壓等級(jí)的變壓器一次線(xiàn)圈的匝數(shù)相同。
[0025]交流線(xiàn)圈L9同名端，直流線(xiàn)圈LlO同名端，交流線(xiàn)圈Lll同名端，直流線(xiàn)圈L12同名端連接端子121。交流線(xiàn)圈L9剩余端子經(jīng)可控電阻M3連接端子1122，交流線(xiàn)圈Lll剩余端子經(jīng)可控電阻M4連接端子1122，直流線(xiàn)圈LlO剩余端子經(jīng)正向整流二極管D5連接端子1122，直流線(xiàn)圈L12剩余端子經(jīng)反向整流二極管D6連接端子1122?？煽仉娮鐼3與可控電阻M4的控制端子連接控制電路11126。
[0026]當(dāng)控制電路III26控制可控電阻M3與可控電阻M4的電阻值等于零時(shí)，直流線(xiàn)圈LlO和直流線(xiàn)圈L12中的直流電流接近等于零。直流飽和電抗器II的電抗值為最大值。
[0027]當(dāng)控制電路III26控制可控電阻M3與可控電阻M4的電阻值等于最大阻值時(shí)，流過(guò)直流線(xiàn)圈LlO與直流線(xiàn)圈L12的直流電流達(dá)到最大設(shè)計(jì)值。直流飽和電抗器II的電抗值為最小值。
[0028]控制電路II126連續(xù)控制可控電阻M3與可控電阻M4的電阻值，可連續(xù)控制直流線(xiàn)圈LlO和直流線(xiàn)圈L12中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)直流飽和電抗器II電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，直流飽和電抗器II電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0029]實(shí)施例2與實(shí)施例1共性的部分，不再贅述。
[0030]實(shí)施例3:
[0031]第三種直流飽和電抗器的結(jié)構(gòu)與連接方式如圖4所示。包括直流飽和電抗器III，可控電阻M3，可控電阻M4，控制電路II126。直流飽和電抗器111包括直流飽和電抗器端子121，直流飽和電抗器端子1122，直流飽和電抗器鐵芯23，控制電路11126。直流飽和電抗器閉環(huán)鐵芯23至少有兩根鐵芯柱；有兩根截面積相等、均有直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的鐵芯柱，這兩根鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的磁通閉環(huán)。其中一根鐵芯柱上有交流線(xiàn)圈L9(l)，交流線(xiàn)圈L9(2)和直流線(xiàn)圈LlO ;另一根鐵芯柱上有交流線(xiàn)圈Lll (I)，交流線(xiàn)圈Lll (2)和直流線(xiàn)圈L12 ;交流線(xiàn)圈L9 (I)，交流線(xiàn)圈L9 (2)，交流線(xiàn)圈Lll (I)，交流線(xiàn)圈Lll(2)的匝數(shù)相等，直流線(xiàn)圈LlO與直流線(xiàn)圈L12的匝數(shù)相等。多數(shù)應(yīng)用，建議:交流線(xiàn)圈L9(l)的匝數(shù)是直流飽和電抗器II同等額定電壓等級(jí)的變壓器一次線(xiàn)圈的匝數(shù)的1/2，直流線(xiàn)圈LlO的匝數(shù)與直流飽和電抗器III同等額定電壓等級(jí)的變壓器一次線(xiàn)圈的匝數(shù)相同。
[0032]交流線(xiàn)圈LWl)同名端，直流線(xiàn)圈LlO同名端，交流線(xiàn)圈Lll (I)同名端，直流線(xiàn)圈L12同名端連接端子121 ;交流線(xiàn)圈L9(l)異名端連接交流線(xiàn)圈Lll (2)同名端，交流線(xiàn)圈Lll(I)異名端連接交流線(xiàn)圈L9 (2)同名端；交流線(xiàn)圈L9 (2)剩余端子經(jīng)可控電阻M3連接端子1122，交流線(xiàn)圈Lll剩余端子經(jīng)可控電阻M4連接端子1122，直流線(xiàn)圈LlO剩余端子經(jīng)正向整流二極管D5連接端子1122，直流線(xiàn)圈L12剩余端子經(jīng)反向整流二極管D6連接端子1122?？煽仉娮鐼3與可控電阻M4的控制端子連接控制電路11126。
[0033]當(dāng)控制電路III26控制可控電阻M3與可控電阻M4的電阻值等于零時(shí)，直流線(xiàn)圈LlO和直流線(xiàn)圈L12中的直流電流等于零。直流飽和電抗器III交的電抗值為最大值。
[0034]當(dāng)控制電路III26控制可控電阻M3與可控電阻M4的電阻值等于最大阻值時(shí)，流過(guò)直流線(xiàn)圈LlO與直流線(xiàn)圈L12的直流電流達(dá)到最大設(shè)計(jì)值。直流飽和電抗器III的電抗值為最小值。
[0035]控制電路II126連續(xù)控制可控電阻M3與可控電阻M4的電阻值，可連續(xù)控制直流線(xiàn)圈LlO和直流線(xiàn)圈L12中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)直流飽和電抗器III電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，直流飽和電抗器III電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
[0036]本發(fā)明的一種可控電阻的直流飽和電抗器可用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)制造，完全可以實(shí)現(xiàn)。有廣闊應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，它包括直流飽和電抗器；所述直流飽和電抗器采用閉環(huán)鐵芯，所述閉環(huán)鐵芯至少有兩根截面積相等、均有直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的鐵芯柱，鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的磁通閉環(huán)； 不同鐵芯柱的一組直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的同名端相連，另一組直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的異名端相連； 一個(gè)鐵芯柱上的直流線(xiàn)圈與交流線(xiàn)圈間則串接正向整流二極管，另一個(gè)鐵芯柱上的直流線(xiàn)圈與交流線(xiàn)圈間串接反向整流二極管； 不同鐵芯柱的交流線(xiàn)圈正向串聯(lián)，交流線(xiàn)圈之間的交流回路中連接至少一個(gè)可控電阻，可控電阻由控制電路控制； 控制電路控制可控電阻電阻值的大小，通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)可控電阻的電阻值的大小，控制與整流二極管連接的直流線(xiàn)圈中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)控制直流飽和電抗器電抗值的大小。
2.—種可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，它包括直流飽和電抗器；所述直流飽和電抗器采用閉環(huán)鐵芯，所述閉環(huán)鐵芯至少有兩根截面積相等、均有直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈的鐵芯柱，鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的磁通閉環(huán)； 各鐵芯柱的直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈同名端連接在一起； 各鐵芯柱的直流線(xiàn)圈異名端一個(gè)經(jīng)正向整流二極管，另一個(gè)經(jīng)反向整流二極管，各鐵芯柱的交流線(xiàn)圈異名端則與各自的可控電阻相互連接； 可控電阻則與控制電路連接，控制電路控制可控電阻電阻值的大小，通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)可控電阻的電阻值的大小，控制與整流二極管連接的直流線(xiàn)圈中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)控制直流飽和電抗器電抗值的大小。
3.—種可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，它包括直流飽和電抗器；所述直流飽和電抗器采用閉環(huán)鐵芯，所述閉環(huán)鐵芯至少有兩根截面積相等的鐵芯柱，鐵芯柱各自至少有能形成一條不經(jīng)過(guò)對(duì)方鐵芯柱的磁通閉環(huán)； 每個(gè)鐵芯柱上設(shè)有兩個(gè)交流線(xiàn)圈和一個(gè)直流線(xiàn)圈； 各鐵芯柱的第一交流線(xiàn)圈同名端與直流線(xiàn)圈同名端連接在一起； 一個(gè)鐵芯柱的第一交流線(xiàn)圈異名端與另一鐵芯柱的第二交流線(xiàn)圈同名端連接； 各第二交流線(xiàn)圈異名端經(jīng)過(guò)各自的可控電阻，各直流線(xiàn)圈異名端則經(jīng)分別經(jīng)過(guò)各自的同向整流二極管或反向整流二極管連接在一起； 各可控電阻與控制電路連接，控制電路控制可控電阻電阻值的大小，通過(guò)連續(xù)調(diào)節(jié)可控電阻的電阻值的大小，控制與整流二極管連接的直流線(xiàn)圈中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)控制直流飽和電抗器電抗值的大小。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，所述可控電阻包含電阻R7，電阻R7的兩端作為可控電阻的兩端，晶閘管D7、晶閘管D8反向并聯(lián)后，與電阻R7并聯(lián)；壓敏電阻R8與電阻R7并聯(lián)；晶閘管D7、晶閘管D8的觸發(fā)端連接控制器，控制器與控制電路連接，從而控制可控電阻進(jìn)行阻值連續(xù)調(diào)節(jié)變化。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，所述各直流線(xiàn)圈的匝數(shù)相同；各交流線(xiàn)圈的匝數(shù)相同。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，所述每個(gè)鐵芯柱上的交流線(xiàn)圈和直流線(xiàn)圈匝數(shù)相等，其中交流線(xiàn)圈是直流飽和電抗器同等額度電壓等級(jí)變壓器的一次線(xiàn)圈匝數(shù)的1/2。
7.如權(quán)利要求4所述的可控電阻的直流飽和電抗器，其特征是，所述控制電路連續(xù)控制晶閘管D7和晶閘管D8觸發(fā)角的大小,連續(xù)控制直流線(xiàn)圈中直流電流的大小，實(shí)現(xiàn)直流飽和電抗器電抗值的連續(xù)調(diào)節(jié)，直流飽和電抗器的電抗值在最大值與最小值之間調(diào)節(jié)、變化。
【文檔編號(hào)】H02P13/00GK104465056SQ201510001094
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2015年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月4日
【發(fā)明者】李曉明 申請(qǐng)人:山東大學(xué)