高压自耦磁控电抗器制造技术

本发明专利技术是一种高压自耦磁控电抗器，其结构是：设有底板和在底板上固定装有三组铁芯，每组芯柱上从里到外依次套有控制绕组(8)、公共绕组(9)和串联绕组(10)；控制绕组(8)与公共绕组(9)之间、公共绕组(9)与串联绕组(10)之间均留有气隙；所述的公共绕组和串联绕组构成自耦磁变换器，所述的公共绕组和控制绕组构成电磁耦合电抗变换器。本发明专利技术应用于高压大功率电动机电磁耦合软起动装置来起动高压电动机，使高压电动机电压从50％～70％(可调)额定电压平滑地上升到额定电压，电动机起动转矩比同类产品高40～50％，产生的谐波低(THD≤3％)，满足国家的谐波标准要求，价格约为进口变频软起动器(如西门子变频软起动器)的1/5。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电抗器，特别是涉及一种高压自耦磁控电抗器。
技术介绍
电动机作为将电能转换成机械能的一种装置，在各个领域得到广泛应用。据统计，电动机消耗的电能约占全国用电量的60％～70％。按国家节能有关政策规定：大中型电动机优先采用6kV和10kV电压等级的高压电动机。故在目前的工业生产拖动或传动中，高压电动机正越来越广泛地得到应用。但高压电动机的起动，是其使用的一个瓶颈。大中型高压电动机一般采用降压起动。针对上述问题，本专利技术申请人先前申报的专利“高压大功率电动机电磁耦合软起动装置(ZL201520004778X)”和“高压大功率电动机电磁耦合软起动方法(201510002661.2)”，这两项专利能实现高压大功率电动机的降压、调压、补偿限流软起动及电网动态无功补偿，具有结构简单、功能多样、分时分布式复用、节约成本等优点。但未对自耦磁变换器和电磁耦合电抗变换器(简称“高压自耦磁控电抗器”)提供实现方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是：针对上述问题，提供一种高压自耦磁控电抗器，通过将自耦磁变换器和电磁耦合电抗变换器以某种形式组合起来构成该电抗器，应用于高压大功率电动机电磁耦合软起动装置来起动高压电动机。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案：本专利技术提供的高压自耦磁控电抗器，其结构是：设有底板和在底板上固定装有三组铁芯，每组芯柱上从里到外依次套有控制绕组、公共绕组和串联绕组；控制绕组与公共绕组之间、公共绕组与串联绕组之间均留有气隙；所述的公共绕组和串联绕组构成自耦磁变换器，所述的公共绕组和控制绕组构成电磁耦合电抗变换器。所述的三组铁芯，分别是U相铁芯、V相铁芯和W相铁芯，其上对应套有结构与接法完全一样的U相绕组、V相绕组、W相绕组；各绕组的外部，向外均依次套有控制绕组、公共绕组和串联绕组。所述的控制绕组，其2个端头引出接线端头；所述的公共绕组，其起始端引出接线端头，其末端与串联绕组的起始端引出接线端头相连后再引出接线端头；所述的串联绕组，其末端引出接线端头。所述的引出接线端头，均包覆有绝缘层。所述的三组铁芯，其材料均为冷轧无取向硅钢片，干式。所述的控制绕组，公共绕组和串联绕组均由铝线绕成。在控制绕组与公共绕组之间、公共绕组与串联绕组之间均留有1～2mm的气隙，作为绕组缠绕裕度。所述的公共绕组与控制绕组共铁轭，分别是电磁耦合电抗变换器的辅控绕组和主控绕组；主控绕组经共轭铁芯与辅控绕组耦合；当控制绕组开路时，公共绕组的电感量最大；当控制绕组短路时，公共绕组的电感量最小。所述的铁芯柱，其上端和下端均装有锯齿状的绝缘垫。本专利技术提供的高压自耦磁控电抗器，其应用于高压大功率电动机电磁耦合软起动装置来起动高压电动机，使高压电动机电压从50％～70％的可调额定电压平滑地上升到额定电压，电动机起动转矩比同类产品高40～50％，产生的谐波低(THD≤3％)，满足国家的谐波标准要求。本专利技术应用于高压大功率电动机电磁耦合软起动装置，起动高压电动机，通过大量的应用实例(如钢铁厂风机、水泥厂磨机、煤矿的水泵)，其起动的电动机的电压等级为3kV，6kV，10kV，容量高达20MW，验证了本专利技术的先进性，其与现有技术相比具有以下的优点：(1)能使高压电动机电压从50％～70％(可调)额定电压平滑地上升到额定电压；(2)电动机起动转矩比同类产品高40～50％；(3)结构上创新，控制绕组能抑制谐波，产生的谐波低(THD≤3％)，满足国家的谐波标准要求；(4)该起动装置成本低，其价格约为进口变频软起动器(如西门子变频软起动器)的1/5。附图说明图1是铁芯和绕组套装后示意图。图2是高压自耦磁控电抗器铁芯绕组俯视图。图3是高压自耦磁控电抗器铁芯控制绕组、公共绕组与串联绕组的接线示意图。图中：1.底板，2.U相铁芯，3.V相铁芯，4.W相铁芯，5.U相绕组，6.V相绕组，7.W相绕组，8.控制绕组，9.公共绕组，10.串联绕组，11.气隙。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。本专利技术提供的高压自耦磁控电抗器，通过将自耦磁变换器和电磁耦合电抗变换器以某种形式组合起来构成该电抗器，应用于高压大功率电动机电磁耦合软起动装置来起动高压电动机。所述某种形式是在底板上固定安装有三组铁芯，每组芯柱上从里到外依次套有控制绕组8、公共绕组9和串联绕组10；控制绕组8与公共绕组9之间、公共绕组9与串联绕组10之间均留有气隙11。所述的公共绕组9和串联绕组10构成自耦磁变换器，所述的公共绕组9和控制绕组8构成电磁耦合电抗变换器。所述的三组铁芯，固定装在底板1上(图1)，这三组铁芯分别是U相铁芯2、V相铁芯3和W相铁芯4，同时对应套有U相绕组5、V相绕组6、W相绕组7，其结构与接法完全一样。各绕组的外部，向外均依次套有控制绕组8、公共绕组9和串联绕组10(图2)。如图3所示，所述的控制绕组8的2个端头引出接线端头。公共绕组9的起始端引出接线端头，公共绕组9的末端与串联绕组10的起始端引出接线端头相连后再引出接线端头，串联绕组10的末端引出接线端头。所有的引出接线端头均包覆有绝缘层。所述的铁芯材料为冷轧无取向硅钢片，干式。所述的控制绕组8，公共绕组9和串联绕组10均由铝线绕成；控制绕组8与公共绕组9之间、公共绕组9与串联绕组10之间均留有1～2mm(一般取值为1.36mm)的气隙11，作为绕组缠绕裕度。所述的公共绕组9与控制绕组8共铁轭，分别是电磁耦合电抗变换器的辅控绕组和主控绕组。主控绕组经共轭铁芯与辅控绕组耦合。所述的电磁耦合电抗变换器具有辅控绕组(公共绕组9)与主控绕组(控制绕组8)高压隔离阻抗可变即通过改变磁控电抗器主控绕组阻抗达到改变辅控绕组阻抗的特征。当控制绕组8开路时，其公共绕组9的电感量最大；当控制绕组8短路时，其公共绕组的9电感量最小。所述的铁芯柱上的上端和下端均安装有绝缘垫，且为锯齿状。所述的铁芯柱具有对称的多个分段的1～2mm的气隙。所述的磁控电抗器是一种电感元件，当具有电感L的电抗器绕组中通以交流IL时，它就呈现电抗XL(XL＝2πfL)，并在磁控电抗器两端产生电压降UL。所述的磁控电抗器主要由绕组和带有气隙的铁心组成，它的磁化特性基本上是线性的，故铁心电抗器的电感值不取决外在的电压和电流，而取决于自身绕组的匝数及绕组、铁心、气隙的尺寸。设磁控电抗器绕组的匝数为W1，通过的电流为I1，则绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
高压自耦磁控电抗器，其特征是设有底板和在底板上固定装有三组铁芯，每组芯柱上从里到外依次套有控制绕组(8)、公共绕组(9)和串联绕组(10)；控制绕组(8)与公共绕组(9)之间、公共绕组(9)与串联绕组(10)之间均留有气隙；所述的公共绕组(9)和串联绕组(10)构成自耦磁变换器，所述的公共绕组(9)和控制绕组(8)构成电磁耦合电抗变换器。

【技术特征摘要】
1.高压自耦磁控电抗器，其特征是设有底板和在底板上固定装有三组铁芯，每组芯
柱上从里到外依次套有控制绕组(8)、公共绕组(9)和串联绕组(10)；控制绕组(8)
与公共绕组(9)之间、公共绕组(9)与串联绕组(10)之间均留有气隙；所述的公共绕
组(9)和串联绕组(10)构成自耦磁变换器，所述的公共绕组(9)和控制绕组(8)构
成电磁耦合电抗变换器。
2.根据权利要求1所述的高压自耦磁控电抗器，其特征在于所述的三组铁芯，分别
是U相铁芯(2)、V相铁芯(3)和W相铁芯(4)，其上对应套有结构与接法完全一样的
U相绕组(5)、V相绕组(6)、W相绕组(7)；各绕组的外部，向外均依次套有控制绕组
(8)、公共绕组(9)和串联绕组(10)。
3.根据权利要求1所述的高压自耦磁控电抗器，其特征在于所述的控制绕组(8)，
其2个端头引出接线端头；所述的公共绕组(9)，其起始端引出接线端头，其末端与串联
绕组(10)的起始端引出接线端头相连后再引出接线端头；所述的串联绕组(10)，其末
端引出接线端头。
4.根据权利要求3所述的高压自耦磁控电抗器，其特征在于所述的引出接线端头，
均包覆有绝缘层。
5.根据权利要求1所述的高压自耦磁控电抗器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁佑新，王一飞，陈静，付卫平，吴泽昊，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42