一种磁控电抗器及方法技术

本公开提供了一种磁控电抗器及方法，具有线圈的至少一对铁芯柱上设置有磁阀，且磁阀的形状和大小被配置为能够使磁控电抗器铁芯的磁化曲线由a1、a2和a5顺次连接的线段连接而成，其中，a1是磁化曲线起始点，对应的磁感应强度为零；a2为在磁化曲线起始点到膝点之间的某一点，a2对应的磁感应强度B2在零和膝点所对应的磁感应强度之间；a5对应的磁感应强度等于膝点所对应的磁感应强度，a5对应的磁场强度为磁控电抗器的电抗电流最大值的峰值。本公开通过磁阀设计，可获得磁控电抗器铁芯理想磁化曲线，使磁控电抗器高次谐波含量最小。

【技术实现步骤摘要】
一种磁控电抗器及方法
本公开涉及一种磁控电抗器及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。电抗器在电力系统中的应用非常广泛。在一些应用领域，电抗器的电抗值是固定不变的；而在另一些应用领域，电抗器的电抗值应随着电力系统运行方式的变化而不断调节。电抗值可以连续调节的可控电抗器是重要研究课题。磁控电抗器(也称：饱和电抗器)利用闭环铁心磁化曲线的非线性特性，通过连续调节闭环铁心上直流线圈中直流电流的大小来调节闭环铁心的饱和程度，实现连续调节闭环铁心上交流线圈(电抗线圈)电抗值的大小。由于磁控电抗器工作在闭环铁心磁化曲线的非线性区段，磁控电抗器的电流中会产生大量高次谐波电流。高次谐波电流对电力系统有危害，所以，需要研究减小磁控电抗器中高次谐波电流的措施。1986年苏联科学家提出在磁控电抗器铁芯上设计一个矩形磁阀，以减小磁控电抗器电流中的高次谐波含量。效果良好，获得广泛应用。随着技术的发展，磁控电抗器磁阀的形状由一开始的矩形，且数量只有一个，发展到后期的数个、多种化的形状(例如阶梯状、三角状等等)。然而，目前磁控电抗器的磁阀的设置位置、方式和原则等往往只凭经验，不同产家生产的磁控电抗器性能差别较大，在实际应用中，存在质量不统一、容易出现较多含量的高次谐波等问题，具体的效果不能令人满意。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种磁控电抗器及方法，本公开提供的磁控电抗器能够有效减少高次谐波含量，使其趋向于最小，具有理想磁化曲线。根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种磁控电抗器，具有线圈的至少一对铁芯柱上设置有磁阀，且磁阀的形状和大小被配置为能够使磁控电抗器铁芯的磁化曲线由a1、a2和a5顺次连接的线段连接而成，其中，a1是磁化曲线起始点，对应的磁感应强度为零；a2为在磁化曲线起始点到膝点之间的某一点，a2对应的磁感应强度B2在零和膝点所对应的磁感应强度之间；a5对应的磁感应强度等于膝点所对应的磁感应强度，a5对应的磁场强度为所述磁控电抗器的电抗电流最大值的峰值。一种磁控电抗器，具有线圈的至少一对铁芯柱上设置有磁阀，且磁阀的形状和大小被配置为能够使磁控电抗器铁芯的磁化曲线由a1与a2所在的磁化曲线段和a2与a5所在的直线段连接而成，其中，a1是磁化曲线起始点，对应的磁感应强度为零；a2为在磁化曲线起始点到膝点之间的某一点，a2对应的磁感应强度B2在零和膝点所对应的磁感应强度之间；a5对应的磁感应强度等于膝点所对应的磁感应强度，a5对应的磁场强度为所述磁控电抗器的电抗电流最大值的峰值。以下进一步的限定,对于上述两种磁控电抗器都适用。作为进一步的限定，所述a2为磁化曲线起始点到膝点之间，且对应的磁感应强度小于或等于膝点所对应的磁感应强度的一半。作为进一步的限定，所述a5点对应的磁感应强度与a2点对应的磁感应强度的差小于或等于膝点所对应的磁感应强度的一半。作为进一步的限定，所述磁阀的结构为缺口，且所述缺口设置在相应一对铁芯柱上的对称位置，且所述缺口的形状对称，大小一致。作为更进一步的限定，所述缺口的形状包括但不限于矩形、阶梯形状、三角形、梯形和/或弧形。作为更进一步的限定，所述缺口的设置位置为铁芯内部。作为更进一步的限定，所述缺口的数量为若干个。作为进一步的限定，设置磁阀的铁芯的、非磁阀位置的截面积等于(K3S+K4S)，且(K3S+K4S)大于或等于S；其中：K3小于或等于1，K4小于或等于1，S为同等容量的、没有设置任何磁阀的变压器铁芯柱的截面积。一种磁控电抗器的生产/优化方法，具有线圈的至少一对铁芯柱上加工磁阀，且磁阀的形状和大小被配置为能够使磁控电抗器铁芯的磁化曲线由a1、a2和a5顺次连接的线段连接而成，或由a1与a2所在的磁化曲线段和a2与a5所在的直线段连接而成，其中，a1是磁化曲线起始点，对应的磁感应强度为零；a2为在磁化曲线起始点到膝点之间的某一点，a2对应的磁感应强度B2在零和膝点所对应的磁感应强度之间；a5对应的磁感应强度等于膝点所对应的磁感应强度，a5对应的磁场强度为所述磁控电抗器的电抗电流最大值的峰值。与现有技术相比，本公开的有益效果为：本公开提供了一种能够实现不同产家磁控电抗器的磁阀设计更为优化的方式，通过合理的磁阀设计，可获得磁控电抗器铁芯理想磁化曲线，使磁控电抗器高次谐波含量最小。本公开可以设计不加直流电流的磁控电抗器，其特性就可以接近电抗器特性，不加直流电流的磁控电抗器的优点是，不需要电抗器铁芯柱中的铁芯饼和气隙垫块，振动减小，噪声较小。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1表示一种磁控电抗器。图2表示具有磁阀的磁控电抗器磁芯。图3表示磁控电抗器磁芯的磁化曲线。其中，1、端子I，2、端子II，3、闭环铁芯，4、控制模块。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。为了使得本领域技术人员更加形象的理解在一种或多种实施例中可以实现的磁控电抗器的结构与优化方法，在本实施例中，以一种已有的磁控电抗器进行详细的说明，其结构与连接方式如图1所示。其工作原理和细节设置，可参阅ZL201610607354.1，在此不再累赘。当然，在其他实施例中，完全可以对其他连接方式的磁控电抗器的结构进行如本公开所提供的方式的优化，并不仅仅限于上述实施例。如图1所示的已有的磁控电抗器铁芯3没有表述出磁阀。表示出矩形磁阀的磁控电抗器铁芯，如图2所示。磁阀的加工方法是已有知识，在此也不再累赘。没有磁阀的已有的磁控电抗器铁芯3的四根铁芯柱的截面积等于同等容量变压器铁芯柱的截面积S。如果磁控电抗器线圈匝数保持与现有的磁控电抗器一样，线圈导线的截面积也保持与现有的磁控电抗器一样，但磁控电抗器铁芯的截面积等于2S。这时，在铁芯还没有加工磁阀的状态下，磁控电抗器铁芯的磁化曲线如图3中的曲线a1、a2、a3、a4所示。磁控电抗器铁芯没有磁阀时的磁化曲线由a1、a2、a3、a4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁控电抗器，具有线圈的至少一对铁芯柱上设置有磁阀，且磁阀的形状和大小被配置为能够使磁控电抗器铁芯的磁化曲线由a1、a2和a5顺次连接的线段连接而成，其中，a1是磁化曲线起始点，对应的磁感应强度为零；a2为在磁化曲线起始点到膝点之间的某一点，a2对应的磁感应强度B2在零和膝点所对应的磁感应强度之间；a5对应的磁感应强度等于膝点所对应的磁感应强度，a5对应的磁场强度为所述磁控电抗器的电抗电流最大值的峰值。

【技术特征摘要】
1.一种磁控电抗器，具有线圈的至少一对铁芯柱上设置有磁阀，且磁阀的形状和大小被配置为能够使磁控电抗器铁芯的磁化曲线由a1、a2和a5顺次连接的线段连接而成，其中，a1是磁化曲线起始点，对应的磁感应强度为零；a2为在磁化曲线起始点到膝点之间的某一点，a2对应的磁感应强度B2在零和膝点所对应的磁感应强度之间；a5对应的磁感应强度等于膝点所对应的磁感应强度，a5对应的磁场强度为所述磁控电抗器的电抗电流最大值的峰值。2.如权利要求1所述的一种磁控电抗器，其特征是：所述a2为磁化曲线起始点到膝点之间，且对应的磁感应强度小于或等于膝点所对应的磁感应强度的一半。3.如权利要求1所述的一种磁控电抗器，其特征是：所述a5点对应的磁感应强度与a2点对应的磁感应强度的差小于或等于膝点所对应的磁感应强度的一半。4.如权利要求1所述的一种磁控电抗器，其特征是：所述磁阀的结构为缺口，且所述缺口设置在相应一对铁芯柱上的对称位置，且所述缺口的形状对称，大小一致。5.如权利要求4所述的一种磁控电抗器，其特征是：所述缺口的设置位置为铁芯内部；或，所述缺口的数量为若干个。6.如权利要求1所述的一种磁控电抗器，其特征是：设置磁阀的铁芯的、非磁阀位置的截面积等于(K3S+K4S)，且(K3S+K4S)大于或等于S；其中：K3小于或等于1，K4小于或等于1，S为同等容量的、没有设置任何磁阀的变压器铁芯柱的截面积。7.一种磁控电抗器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓明，
申请(专利权)人：李晓明，
类型：发明
国别省市：山东,37